Zellulare Energiesysteme
Grundlagen, Teilsysteme, Märkte, Rahmenbedingungen, Praxisbeispiele






Grundlagen, Teilsysteme, Märkte, Rahmenbedingungen, Praxisbeispiele
Grundlagen – Wärmephysiologie – Auslegung – Systemintegration
Dieses Buch beschreibt die grundlegenden Konstruktionen von Flachenheiz- und Flachenkuhlsystemen aus theoretischer Sicht. Die Wirkung der Systeme wird in Hinblick auf die thermische Behaglichkeit beschrieben. Zusatzlich erfolgt eine detaillierte Betrachtung der Systemintegration.
Fragestellungen zur Wärmephysiologie / thermischen Behaglichkeit stellen auch zum heutigen Zeitpunkt ein hochaktuelles Thema im Bereich Energietechnik dar. In der Vergangenheit wurden bereits viele, qualitativ hochwertige Werke zu diesem Themengebiet geschrieben. Allerdings beruhen diese Analysen meist nur auf stationären Analysen – instationäre Aspekte werden nicht berücksichtigt. Das Betriebsverhalten von technischen Systemen im Gebäudebereich ist jedoch meist instationär. Vor diesem Hintergrund möchte das vorliegende Werk eine grundlegende Übersicht zur Thematik der Wärmephysiologie geben. Es ist in die vielfältigen Aktivitäten der Dresdner Schule im Bereich der Energietechnik einzuordnen und richtet sich insbesondere an in der Praxis tätige Ingenieure und Wissenschaftler sowie Studenten im genannten Fachgebiet.
Theoretische Grundlagen, Prozessverläufe, Beispiele
Das Buch dient als kompaktes Nachschlagewerk und bietet eine umfassende Übersicht zu einem bestimmten Thema. Es richtet sich an Leser, die schnell und präzise Informationen benötigen. Durch die klare Struktur und die systematische Aufbereitung der Inhalte ermöglicht es eine effiziente Recherche und ein schnelles Verständnis komplexer Zusammenhänge. Ideal für Studierende, Fachleute und Interessierte, die sich in kurzer Zeit einen fundierten Überblick verschaffen möchten.
Der Forschungsbericht befasst sich mit der energetischen Bewertung von Wärmepumpen- und Mikro-KWK-Systemen. Ein neuartiges Bewertungsverfahren, basierend auf der Hardware-in-the-Loop-Untersuchungsmethodik, wurde entwickelt, um dynamische Betriebsbedingungen zu integrieren. Die Erzeugungseinheit wird innerhalb eines virtuellen Systems betrachtet, was realitätsnahe, aber reproduzierbare Ergebnisse im Vergleich zu Feldtestmessungen ermöglicht. Eine Kopplung des Versuchstandes mit einer numerischen Gebäude- und Anlagensimulation wird detailliert beschrieben, wobei verschiedene Gebäudemodelle integriert werden können. In Zusammenarbeit mit RWTH Aachen und der Universität Stuttgart wurden unterschiedliche numerische Simulationsprogramme getestet, die für solche Analysen geeignet sind. Die Methodik umfasst die Berücksichtigung von Referenztagen, die repräsentativ für eine bestimmte Periode sind. Dadurch kann die Bewertung des Versorgungssystems an regionale Gegebenheiten angepasst werden, was maximale Flexibilität gewährleistet. Der methodische Aufbau des Bewertungsverfahrens ist technikneutral, was die Möglichkeit eröffnet, künftig auch neu entwickelte Erzeugungssysteme (Wärme/Kälte/Elektro) mit dieser Systematik zu vergleichen und neutral zu bewerten.
Das Forschungsvorhaben befasste sich mit der Bewertung transienter Heizvorgänge bei der Wärmeübergabe und der Entwicklung regelungstechnischer Verfahren. Im ersten Teil wurde eine umfassende Literaturanalyse zu Bewertungsmethoden der thermischen Behaglichkeit durchgeführt. Darauf folgte die systematische Entwicklung eines Versuchskonzeptes mit Probanden und der Aufbau eines neuen Klimaraumes an der TU Dresden. Die Auswertung umfangreicher Probandenuntersuchungen für einen „Überheizungsfall“ und einen „Unterkühlungsfall“ wurde ebenfalls dokumentiert. Im letzten Abschnitt wurden die Ergebnisse in eine neuartige regelungstechnische Strategie für HLK-Systeme überführt und durch numerische Simulationen energetisch sowie wärmephysiologisch bewertet. Die Untersuchungen zeigten, dass Probanden eine Überheizung des Raumes bis zu einem gewissen Grad tolerieren, während eine Unterschreitung der individuellen Komforttemperatur sofort negativ wahrgenommen wird. Daraus ergibt sich ein energetisches Einsparpotential während des Aufheizvorgangs, insbesondere bei intermittierender Betriebsweise. Ein vorzeitiges Absenken der Temperatur vor Ende der Nutzungszeit wird als kritisch angesehen. Die Ergebnisse des Forschungsvorhabens bieten fundierte Erkenntnisse zur Klimabewertung unter transienten Bedingungen und können als Grundlage für die zukünftige Steuerung von netzreaktiven Gebäuden dienen.
Dieses Buch vermittelt in komprimierter Weise die wichtigsten fachlichen Zusammenhänge auf dem Gebiet der Heizungstechnik. Es versteht sich als kompaktes Nachschlagewerk, um sowohl erste Erkenntnisse zu gewinnen als auch einen ausgewogenen Einblick in das Fachgebiet zu erhalten. Neben einer Einführung in die Grundlagen der Wärmeverteilung und -physiologie sowie der thermischen Behaglichkeit werden ausführlich die Bereiche Wärmeübergabe, Wärmeverteilung und Wärmeerzeugung erläutert. Es schließen sich Kapitel zur Hydraulik, Regelungstechnik sowie zur energetischen Bilanzierung an, die durch eine Beschreibung numerischer Simulationsverfahren für heizungstechnische Anlagen ergänzt werden. Ein Anhang mit ausgewählten Komplexbeispielen rundet die Ausführungen ab.
Raumlufttechnische Anlagen im Gebäudebereich erfahren zunehmende Bedeutung, da moderne Büro- und Verwaltungsbauten auch im Winter einen Kühlbedarf aufweisen können. Vor diesem Hintergrund vermittelt das Repetitorium Raumlufttechnik in komprimierter Weise die wichtigsten Zusammenhänge für das Fachgebiet der Raumluft- und Klimatechnik. Das Buch versteht sich als kompaktes Nachschlagewerk, um erste Erkenntnisse zu gewinnen und einen Einstieg in das Fachgebiet zu erhalten. Neben Fragestellungen zur Grundlagenermittlung werden ausführlich die thermodynamischen Zusammenhänge innerhalb des Mollier h-x-Diagramms dargestellt. Angeschlossen sind Erläuterungen zum Lufttransport sowie zur Luftverteilung im Raum. Einen wesentlichen Schwerpunkt stellen die Beschreibungen zu Klimaanlagen dar, deren einzelne Typen ausführlich behandelt werden. Abgeschlossen werden die Betrachtungen in diesem Buch mit Fragestellungen zur Entrauchung von Gebäuden und zu raumlufttechnischen Anlagen in Sonderbauten. Neben diesen grundlegenden Aspekten enthält der Anhang ausgewählte Komplexbeispiele.
Darstellung aller aktiven, Elektroenergie erzeugenden heizungstechnischen Anlagen im Gebäudebereich: - Technologien und Systeme (Mikro-KWK-Technologie, motorische KWK-Systeme, Hybridsysteme, Dampfmotoren, Brennstoffzellen) - KWK-Technologien im Gebäudebereich - Marktanalyse: Wärme- und Elektroenergie in Deutschland - Einsatzbedingungen in Ein- und Zweifamilienhäusern zur Sicherstellung des Wärme- und Elektroenergiebedarfs - Messtechnische Untersuchungen - Numerische Analysen - Feldteststudien - Kennzahlen und Bilanzierungsmethoden - Normen, Gesetze und Richtlinien - Regionales Virtuelles Kraftwerk - Wirtschaftlichkeitsbetrachtung - Ökonomischer Vergleich der ausgewählten Systeme