Simulationstool für Strömungs- und  thermodynamische Modelle    
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Kooperationsprojekt der Firmen 3s und Aucoteam GmbH

 

 

Der Energiebedarf großer Hallen ist häufig schwer einschätzbar, so dass die Anlagen vielfach überdimensioniert sind. Die Folge ist ein ineffektives Management. Da praktische Versuche zeitaufwendig und teuer sind, bietet sich die rechnergestützte Simulation an.
Es wurde in Matlab eine Entwicklungsumgebung mit grafischer Eingabe und variablen Anfangs- und Randbedingungen erstellt, mit dessen Hilfe parameterabhängige Modelle für  die Strömungsverhältnisse und Temperaturverteilung in Gebäuden  realisiert werden. Verwendet wird der Solver cfd0 des NIST (National Institute of Standards and Technology USA).

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Abbildung 1: Entwicklungstool für Strömungsmodelle

 
   
  Lösung

Angeboten wird ein Tool, dass Modelle bereit stellt, bestehend aus Objekten der Klassen

  • Wände mit konstanter Temperatur oder Wärmefluss
  • Öffnungen nach innen bzw. nach außen und
  • Blöcke durchlässig oder fest mit konstantem Wärmefluß.

SporthalleAbbildung 2:Sporthalle im Sportforum Berlin

Das entwickelte Modell wurde mit Messungen an mehreren ausgewählten Standorten zu
verschiedenen Zeiten überprüft.


Das Szenarium der Messkampagne sieht folgendermaßen aus:

  • Gemessene Temperaturen als Startwerte (unterschiedlich in Vorhallen und Halle),

  • kein Publikumsverkehr, Tore zur Eingangsvorhalle geschlossen, Heizung große
    Heizkörper 30kW, kleine Heizkörper 10kW

stömungTemperatur

Abbildung 3:Räumliche Verteilung von Strömung und Temperatur (1.5m Höhe nach 30 min)

tool

Abbildung 4: Tool zur Entwicklung optimaler Energiebewirtschaftung für Gebäude

Es steht ein Tool bereit zur Entwicklung von Energiemodellen.

  • mit variablen Anfangs-, bautechnischen,
  • thermischen und
  • Wetterbedingungen sowie
  • HLK-Voraussetzungen,
mit dessen Hilfe parameterabhängige Modelle für die Strömungsverhältnisse, Temperaturverteilung und Energieeinsatz sowie Verluste in Gebäuden entwickelt werden. Die bautechnischen, thermischen und sonstige Parameter werden aus integrierten Tabellen (entsprechender DIN-Vorschriften) einbezogen. Für alle Parameter gibt es vorgefertigte (gebräuchlichste) Werte oder die Möglichkeit die entsprechenden physikalischen und bautechnischen Parameter direkt einzugeben.

   
     
Ergebnisse

linksrechts

 
 

Abbildung 5: Energiebedarf im Vergleich (links ohne Heizung, rechts mit)

   
Nutzen
Anhand des Simulationstools ist der Anwender in der Lage sich mit geringem Aufwand über sinnvolle Anpassungen und deren Wirkung zu informieren.
comfortfeuchte
Abbildung 6: Komfort Temperatur und relative Feuchte im Vergleich
Kocbit  
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ISAR  
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Pyrolyse    
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Prost  
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Sensorweb  
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FP-Reader  
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OSYRIS  
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COMFORE  
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ProOptKA  
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EneffKA  
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BackSim  
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SmartHall  
     
 
   
 


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