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6.3.3 Der Testfall A: Stoßlüften
Die Validierung der Modellbibliothek
Testfall A beschreibt ein Stoßlüften nach vorgegebenem Zeitschema und konstant zu haltenden
Raumtemperatursollwerten. Die Abb. 117 zeigt die Simulationsergebnisse zu den Raumlufttemperaturen
des Modelica-Modells sowie des TRNSYS-Referenzmodells für Testfall A.
Da innerhalb der geheizten Räume die Raumlufttemperaturen geregelt werden und bei beiden
Modellansätzen überwiegend auf dem Sollwert bleiben, kann ihre Übereinstimmung nicht als
signifikantes Kriterium zur Überprüfung der Modellansätze genutzt werden.
Während des Stoßlüftens kommt es allerdings - aufgrund der limitierten Heizleistung - trotz
der Regelung zu Einbrüchen der Raumlufttemperatur. Folgende Kriterien können daher zum
Vergleich der beiden Modellansätze herangezogen werden: zum einen die Tiefe der Einbrüche
der Raumlufttemperatur im Lüftungsfall, zum anderen die erforderlichen Heizströme, darüber
hinaus die Raumlufttemperatur innerhalb des unbeheizten Dachstuhls. Die Raumlufttemperaturen
(Abb. 117) zeigen eine nahezu vollständige Übereinstimmung zwischen beiden Modellansätzen.
In Abb. 118 schließen sich die Empfindungstemperaturen an. Diese können, da die Raumlufttemperatur
geregelt wird, durchaus Abweichungen zum Sollwert der Raumlufttemperatur
aufweisen. Insbesondere bei solarer Einstrahlung wird dies deutlich. Dies erklärt sich durch
die Berücksichtigung der Oberflächentemperaturen der Raumwände in der Empfindungstemperatur.
Diesen wird jedoch gerade die durch die Fenster in den Raum einfallende solare Einstrahlung
zugeschlagen. Das Wohnzimmer mit seinem ausgedehnten Südfenster sowie,
entsprechend dem Sonnenlauf von Ost nach West, etwas später das Kinderzimmer mit seinem
Westfenster zeigen deutliche Maxima der Empfindungstemperatur in Abb. 118.
An dieser Stelle sei auf die Bedeutung der Interpolation der nur stündlich vorhandenen Wetterdaten
hingewiesen. Unter Anwendung einer rein linearen Interpolation der stündlichen
Strahlungswerte ergaben sich im Modelica-Modell als Artefakt extreme Peaks der solaren
Einstrahlung auf die Westfassade bei Sonnenuntergang. Diese schlugen direkt auf die Empfindungstemperatur
durch. Erst die Berücksichtigung des Kurvenverlaufes der extraterrestrischen
Einstrahlung zur Interpolation vermied diese Artefakte.
Ein Einfluss der thermischen Speicherfähigkeit der Raumwände zeigt sich auch bei der geringeren
Tiefe der Temperatureinbrüche während des Stoßlüftens in Abb. 118 im Vergleich zur
Raumlufttemperatur in Abb. 117.
In Abb. 119 werden die momentan zugeführten Heizleistungen zur Aufrechterhaltung des
Raumlufttemperatursollwertes aufgezeigt. Die Heizungen sind ideal im Zeitverhalten, nur die
maximal verfügbare Heizleistung pro Raum ist limitiert. Die volle Heizleistung wird nur während
des Stoßlüftens angefordert. Hier könnte man durch Abschalten der Heizkörper während
der Lüftungsphase Energie einsparen.
Auch hier findet sich eine nahezu vollständige Übereinstimmung der Ergebnisse beider Simulationsansätze.
Eine geringfügige Abweichung, wie die geringe Diskrepanz der solaren Beam-
Strahlung auf die Westfassade am 5. Tag erwarten lässt (siehe Abb. 115), zeigt sich im Kinderzimmer.
Da TRNSYS von einer geringeren solaren Einstrahlung ausgeht, fordert es auch
eine geringfügig höhere Heizleistung im Kinderzimmer. Die Abweichungen bleiben jedoch
gering.
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