Energetische Bewertung thermisch aktivierter Bauteile - dynamisch thermische Simulation, messtechnische Validation, vereinfachte Bewertungsansätze

Ziel des Vorhabens war die energetische Bewertung thermisch aktivierter Bauteile (TABS). Es sollten vereinfachte Bewertungsansätze für die Normenreihe DIN V 18599 erarbeitet werden. Der Untersuchungsschwerpunkt lag dabei auf der Ermittlung und Bewertung der energetischen Mehraufwendungen der Wärme- bzw. Kälteübergabe im Raum. Die vorliegenden Untersuchungen wurden parallel mit zwei verschiedenen thermisch/energetischen Simulationstools (IDA-ICE und TRNSYS) durchgeführt.

Ausgehend von einem Referenzfall wurden zahlreiche Varianten untersucht. Im Heizfall wurden die Übergabeverluste nach dem üblichen Verfahren ermittelt: Der Bedarf unter Einsatz der TABS, ohne die Temperatur des Soll-Wertes zu unterschreiten, bezogen auf den Bedarf eines idealen Systems ergibt die Aufwandszahl. Basierend auf den Ergebnissen der vorliegenden Untersuchungen wurde bereits ein Ergänzungsvorschlag für den Teil 5 der DIN V 18599 in den neuen Teil 100 eingebracht. Dieser beinhaltet zwei Gesamtnutzungsgrade, welche sich hinsichtlich der Vorlauftemperatur unterscheiden: Konstante Vorlauftemperatur (eta h,ce = 0,70) und zentral geregelte Vorlauftemperatur (eta h,ce = 0,73).

Für den Kühlfall wurden parallel zwei unterschiedliche Vorgehensweisen untersucht:

1. Gefordert ist, analog zur Vorgehensweise im Heizfall, dass die Raumtemperatur im TAB-Betrieb niemals den Grenzwert der Komfortkategorie 11 (26 Grad, Sollwert des idealen Systems) überschreiten darf. Auf diese Weise erreicht das TABS sehr geringe Nutzungsgrade zum Teil kleiner als 0,50. Es ist eine ausgeprägte Abhängigkeit des Nutzungsgrades vom Nutzkältebedarf vorhanden. Mit steigendem Bedarf steigt der Nutzungsgrad.

2. Bei der Zielwertbetrachtung liegen die Raumtemperaturen des TABS ebenfalls unterhalb 26 Grad, das ideale System hingegen hält den Zielwert aller Komfortklassen (24,5 Grad) ein. Im Ergebnis ist die Komfortanforderung deutlich entscheidender. Je höher der gewünschte Komfort, umso geringer ist der Nutzungsgrad. Bei geringen Komfortanforderungen kann dieser größer eins werden.

Beide hier untersuchten Vorgehensweisen für die Bestimmung der Kräfteübergabe sind mit allen Verantwortlichen der Normungsteile abzustimmen.