Energie aus dem Erdreich
Bei der Ausarbeitung von Gebäude-Energiekonzepten sollte, nach der energetischen Optimierung des Gebäudeentwurfs bzw. der Reduzierung des Energiebedarfs (efficiency first), der Nutzung von erneuerbarer Energie erste Priorität eingeräumt werden.
Luft-Erdreich-Wärmetauscher (EWT) können einen nennenswerten Beitrag zur Vorheizung (Defroster) und zur Vorkühlung der Außenluft für RLT-Anlagen leisten. Mit EWTCalC kann die erzielbare Kühl- und Heizleistung, die Einsparung an Heiz- und Kühlenergie sowie der erforderliche Strombedarf bewertet werden.
Luft-Erdreich-Wärmetauscher (EWT) können einen nennenswerten Beitrag zur Vorheizung (Defroster) und zur Vorkühlung der Außenluft für RLT-Anlagen leisten. Mit EWTCalC kann die erzielbare Kühl- und Heizleistung, die Einsparung an Heiz- und Kühlenergie sowie der erforderliche Strombedarf bewertet werden.
Der Druckverlust der Anlage bestimmt wesentlich den Stromverbrauch und die Effizienz solcher Systeme. Hier spielt neben dem Rohrdurchmesser, der Luftgeschwindigkeit, der Registerlänge auch das eingesetzte Material eine wichtige Rolle. Eine wesentliche energetische Kenngröße ist die Effizienzzahl e. Sie entspricht dem Verhältnis von energetischem Nutzen (Heizwärme/Kühlkälte) zum elektrischen Aufwand. EWTCalC berechnet diese Kennzahl stündlich und mit dem integrierten Optimierungsmodul kann der Erdwärmetauscher hinsichtlich einer optimalen Länge ausgelegt werden.
Stündliches Energiebilanzmodell
Die Berechnung erfolgt basierend auf einem stündlichen Energiebilanzmodell. Eingangsgrößen sind die stündliche Außenlufttemperatur sowie verschiedene Erdreich- und Rohrparameter. Mit dem Wettergenerator aus SimRoom können Wetterdatensätze (EnergyPlus-Format) für die Verwendung mit EWTCalC aufbereitet werden. EWTCalC berechnet den Verlauf der Erdreichtemperatur in Abhängigkeit der gewählten Verlegetiefe und verschiedener Erdreichparameter. Das Berechnungsmodell macht von der Vorstellung gebrauch, dass der Jahresverlauf der Erdreichtemperatur von der Lufttemperatur angeregt verläuft. Mit zunehmender Tiefe nimmt dieser Einfluss ab.
Aus energetischen Gründen ist der durchgängige Betrieb eines Luft-Erdreichwärmetauschers meist nicht sinnvoll, da es viele Zeitpunkte im Jahr gibt, an denen eine Vorheizen oder Vorkühlung energetisch unvorteilhaft ist. Beispiel: Außenlufttemperatur 13 °C -> nach EWT -> 10 °C -> im Gebäude muss mehr geheizt werden. Mit EWTCalC können verschiedene Regelparameter dahingehend optimiert werden. So können ein Mindesttemperaturhub sowie Temperatur-Ein- und Ausschaltgrenzen variiert werden und der Einsatz eines Luft-Erdreichwärmetauschers damit für jeden Standort auf der Welt optimiert werden.
Wenn sommerlich feuchtwarme Luft abgekühlt wird, kann Kondensat ausfallen. Ab Version 1.32 kann die Menge an Kondensat berechnet werden, die während dem Betrieb des Erdreichwärmetauschers anfällt und abgeleitet werden muss. Nachstehende Diagramme zeigen (links) die monatliche Bilanz und (rechts) die Darstellung der absoluten Feuchten am Ein- und Austritt des Luft-Erdreichwärmetauschers.
Programmmerkmale
- Analytische Berechnung der Heiz- und Kühlleistung, der Austrittslufttemperatur und des Kondensatanfalls
- Modellierung des Erdreichs in Abhängigkeit der Wärmeleitfähigkeit
- Berücksichtigung unterschiedlicher Rohrmaterialien
- Berücksichtigung unterschiedlicher Regelparameter: variable Betriebszeiten von RLT-Anlagen, Mindesttemperaturhub, Mindesttemperatur für den Winter und Sommerbetrieb (sonst Bypass)
- Druckverlustberechnung des Rohrregisters und Bewertung des elektrischen Ventilatorstrombedarfs
- Stündliche Ermittlung der relevanten Parameter zur Bestimmung des Wärmeübergangskoeffizienten
- Grafische Auswertung der Temperaturen und Leistungen
- Export aller Bilder als Mediadatei für weitere Verwendung
- Laden und Speichern von Projekten in einer Textdatei zum schnellen Dateiaustausch