Sonderdruck - Ecophit

Sonderdruck » aus tab 3/2013
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Energieeffizienz
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Energieeffizienz
Energy Efficiency Ratio [-]
8
7
6
5
4
3
2
EER (Energy Efficiency
Ratio - Auslegung)
SEER (Seasonal Energy
Efficiency Ratio)
3,18
4,31
3,18
4,27
3,36
4,56
3,18
4,13
3,18
4,08
3,36
4,38
Energy Efficiency Ratio [-]
8
7
6
5
4
3
2
EER (Energy Efficiency
Ratio - Auslegung)
SEER (Seasonal Energy
Efficiency Ratio)
3,18
4,75
3,18
4,76
3,36
5,18
3,18
4,44
3,18
4,44
3,36
4,76
1
1
0
0
Ref, 16°C VL Eco, 16°C VL Eco, 18,5°C VL Ref. 16°C VL Eco, 16°C VL Eco, 18,5°C VL
normaler Sommer, natürliche Lüftung extremer Sommer, natürliche Lüftung
Ref, 16°C VL Eco, 16°C VL Eco, 18,5°C VL Ref. 16°C VL Eco, 16°C VL Eco, 18,5°C VL
normaler Sommer, mechanische Lüftung extremer Sommer, mechanische Lüftung
Kältemaschine bei natürlicher Lüftung
Kältemaschine bei mechanischer Lüftung
und Strombedarf sind in den
Bildern 12 und 13 bezogen auf
die Gebäudenutzfläche dargestellt.
Der sich aus der Simulation
ergebende spezifische
Jahres-Kältebedarf liegt bei der
Referenz-Variante bei normalem
Sommer und mit natürlicher Lüftung
bei 16,70 kWh/(m² a), der
Strombedarf für die Kälteerzeugung
bei 3,87 kWh/(m² a). Weil
die „ECOPHIT“-Kühl decke eine
höhere Kühlleis tung hat, kann
diese einen höheren Kühlbedarf
decken. Daher ist der Kühl- und
Strombedarf der „ECOPHIT“-
Variante mit 16,85 kWh/(m² a)
Kälte- und 3,94 kWh/(m² a)
Strombedarf etwas höher. Da
die „ECOPHIT“-Variante (18,5 °C
Vorlauftemperatur) so festgelegt
ist, dass sie den gleichen Komfort
wie die Referenz-Variante aufweist,
ist auch der Kältebedarf
annähernd gleich hoch. Der
Kälteerzeugungsstrombedarf
sinkt auf 3,67 kWh/(m² a). Somit
bestätigt sich die Erwartung,
dass durch die höhere Vorlauftemperatur
die Effizienz der Kälte
erzeugung gesteigert werden
kann. Dies zeigt sich auch bei
der Variante für den extremen
Sommer, bei der der Kältebedarf
generell höher liegt. Bei der
„ECOPHIT“-Variante (18,5 °C
Vorlauftemperatur) reduziert sich
durch die Effizienzsteigerung der
Kältemaschine der Strombedarf
um 6 %. Bei den Varianten mit
mechanischer Kühlung (Bild
13) ist zu beachten, dass der
Kälte bedarf nur die Kühlung im
Raum (d.h. die Kühlung über die
Kühldecke) berücksichtigt. Der
Energiebedarf für die Kühlung
der Zuluft in der RLT-Anlage ist
nicht enthalten.
Bei der Variante mit mechanischer
Lüftung und durchschnittlichem
Sommer liegt der spezifische
Kältebedarf und damit
der Strombedarf deutlich über
dem der Variante mit natürlicher
Lüftung. Dies lässt sich dadurch
erklären, dass die Zuluft immer
mit 20 °C eingeblasen wird und
dadurch das Kühlpotential der
Außenluft bei der natürlichen
Lüftung entfällt. Durch die Effizienzsteigerung
der Kältemaschine
kann beim mechanisch belüfteten
Gebäude der Strombedarf um
8 % (normaler Sommer) bzw.
7 % (extremer Sommer) reduziert
werden.
Die Diagramme in den Bildern
14 und 15 zeigen die Aufteilung
der Kälteerzeugung auf
Erzeugung im Freikühlbetrieb
und Kältemaschinenbetrieb.
Die Summe der beiden Säulenbestandteile
entspricht jeweils
dem Kältebedarf. Da bei den
Varianten mit mechanischer
Lüftung schon bei niedrigeren
Außentemperaturen ein Kühlbedarf
besteht, kann hier ein
deutlich höherer Freikühlanteil
erzielt werden.
Wie erwartet, kann bei den
„ECOPHIT“-Varianten mit erhöhter
Vorlauftemperatur der
Freikühlanteil gesteigert werden:
Im Vergleich zur Referenzvariante
erhöht sich der Freikühlanteil
bei natürlicher Lüftung
von 12 % auf 15 % (normaler
Som mer) bzw. von 8 % auf
10 % (extremer Sommer), bei
me chanischer Lüftung sogar
von 31 % auf 37 % (normaler
Sommer) bzw. von 21 % auf 25 % (extremer Sommer). Zusätzlich
zeigen die Bilder 16 und 17 die energetische Effizienz der
untersuchten Varianten auf. Angegeben wird der EER unter
Auslegungsbedingungen (siehe auch Tabelle 3) sowie der SEER
(Jahreskälteleistungszahl), die auch die Teillastzustände und die
zugehörigen Außentemperaturen berücksichtigt. Entsprechend
der Strombedarfsreduzierung liegt die Effizienzsteigerung durch
die erhöhte Vorlauftemperatur zwischen 6 % und 8 %.
Fazit
Die Studie zeigt, dass sich durch die erhöhte Leistung der
„ECOPHIT“-Kühldecke folgende Vorteile ergeben:
■■
Bei gleicher Belegung der Decke (70%) kann mit dem
„ECOPHIT“-System ein höherer sommerlicher Komfort als
mit dem Referenzsystem erzielt werden.
■■
Bei einem Belegungsgrad von 60 % der Decke mit „ECO­
PHIT“ kann der gleiche thermische Komfort erreicht werden
wie bei der Referenzkühldecke mit 70 % Belegungsgrad.
■■
Die Vorlauftemperatur kann bei „ECOPHIT“ gegenüber
der Referenz bei gleicher Kühldeckengröße von 16 °C auf
18,5 °C erhöht werden, um den gleichen sommerlichen
Komfort zu erreichen. Durch die höhere Vorlauftemperatur
kann die Effizienz der Kältemaschine um 6 % beim natürlich
belüfteten Gebäude und um 7 bis 8 % beim mechanisch
belüfteten Gebäude gesteigert werden. Zudem sinkt die
Häufigkeit des Einsatzes eines Taupunktwächters.
Literatur
[1] DIN EN 14 240:2004-04: Lüftung von Gebäuden – Kühldecken –
Prüfung und Bewertung
[2] Bundesinstitut für Bau-, Stadt- und Raumforschung: Aktualisierte und
erweitere Testreferenzjahre (TRY) von Deutschland für mittlere und
extreme Witterungsverhältnisse. Zugriff 10. Juni 2011, http://www.
bbsr.bund.de/cln_032/nn_117864/BBSR/DE/FP/ZB/Auftragsforschung/5
EnergieKlimaBauen/2008/Testreferenzjahre/03__ergebnisse.html
[3] DIN V 18 599-10:2011-12: Energetische Bewertung von Gebäuden –
Berechnung des Nutz-, End- und Primärenergiebedarfs für Heizung,
Kühlung, Lüftung, Trinkwarmwasser und Beleuchtung; Teil 10:
Nutzungsrandbedingungen, Klimadaten
[4] DIN 4108-2:2003-07: Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden;
Teil 2: Mindestanforderungen an den Wärmeschutz
[5] DIN 4715-1:1994-07: Raumkühlflächen; Teil 1: Leistungsmessung bei
freier Strömung, Prüfregeln
[6] Koschenz, M., Lehmann, B: Thermoaktive Bauteilsysteme tabs, EMPA,
Dübendorf 2000
[7] DIN V 18 599-7:2011-12: Energetische Bewertung von Gebäuden –
Berechnung des Nutz-, End- und Primärenergiebedarfs für Heizung,
Kühlung, Lüftung, Trinkwarmwasser und Beleuchtung; Teil 7: Endenergiebedarf
von Raumlufttechnik- und Klimakältesystemen für den
Nichtwohnungsbau
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