Dokument_1.pdf (2548 KB) - KLUEDO - Universität Kaiserslautern

A1
A2=A1 T1, ε 2
1
T2, ε2=1
1
5.1.4.4 Implementierung
Strahlungskoppler
J1 2 =
4 4
T2
Erstellung der Modellbibliothek
↔ A1ε1 σ ⋅ ( T1 – )
ε1, ε2 = Emissionsgrad (=Absorptionsgrad)
σ 5.67 10 -8
⋅ W/m 2 K 2
=
Abbildung 60: Modell eines Strahlungskopplers: er beschreibt den langwelligen
Strahlungsaustausch zwischen der Fläche 1 und einer parallelen,
gleich großen schwarzen Fläche 2.
In Abb. 61 ist die Implementierung des Komponentenmodells einer fensterlosen, thermischen
Zone mit 6 möglichen Nachbarn in Form der graphischen Darstellung sowie des Objektdiagrammes
abgebildet. Die Hüllflächen werden entsprechend der Aufteilung der Wände in
Halbwände auf Halbwandmodelle mit einer zum Raum zeigenden, konvektiven Seite abgebildet.
Die Zahl der möglichen Nachbarn folgt aus der Zahl verfügbarer äußerer Schnittstellen.
Im Zonenmodell befinden sich die Innenwandhälften, die Raumluftknoten sowie die zusätzlichen
inneren Lasten als speichernde Elemente.
Der masselose Strahlungsknoten ist in Abb. 61 als rote Verbindungslinie zu erkennen. Er wird
sternförmig über Strahlungskoppler (Abb. 60) mit den Innenwänden verschaltet. Für den
Strahlungsaustausch der Innenwände ist die Oberflächentemperatur relevant. Die Verbindung
der Strahlungskoppler an die Wände muss daher „hinter“ dem konvektiven Wärmeübergang
erfolgen. Die Wände besitzen daher separate Schnittstellen, die den konvektiven Wärmeübergang
umgehen.
Der Raum verfügt so über zwei vollständig voneinander getrennte Knoten, den Raumluftknoten
und den Strahlungsknoten.
Ein direkter Anschluss an den Raumluftknoten wird als Schnittstelle nach außen geführt. Dies
eröffnet die Möglichkeit eine externe Raumluftheizung, einen Temperatursensor oder den
Luftaustausch mit einer Nachbarzone anzubinden.
Durch Aufnahme weiterer Komponenten lassen sich die Modelle der thermischen Zonen
detaillieren. So ist in Abb. 62 ein Raummodell mit 7 möglichen Nachbarn, internen Gewinnen
sowie einem Fenster dargestellt. Die internen Gewinne werden durch vom Raum aggregierte
Bausteine eingebracht. Der konvektive Anteil der internen Gewinne wird in den
Raumluftknoten eingespeist. Der Strahlungsanteil wird entsprechend den Absorptionskoeffizienten
und Flächengrößen den Oberflächen der Innenwandhälften zugeführt.
Die Behandlung der kurzwelligen solaren Einstrahlung.
Die vom Fenster transmittierte kurzwellige, solare Einstrahlung wird über eine eigene gerichtete
Schnittstelle, den Strahlungscut ( ), in den Raum geführt. Die Einstrahlung wird nicht in
den Strahlungsknoten eingespeist, sondern über einen zentralen Verteiler auf die Innenwandoberflächen
der thermischen Zone geführt. Dies hat den Vorteil, dass für die kurzwellige,
solare Einstrahlung eigene Absorptionskoeffizienten eingestellt werden können. Auch ist es
möglich bei besonderen geometrischen Verhältnissen Wichtungen einzuführen.
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