Titelaufnahme

Titel
Validierung und Vergleich von Methoden zur Berechnung der Kühllast von Räumen und Gebäuden / von Michael Pokorny
VerfasserPokorny, Michael
Begutachter / BegutachterinFriedl, Anton
Erschienen2009
Umfang199 Bl. : Ill., graph. Darst.
HochschulschriftWien, Techn. Univ., Dipl.-Arb., 2009
Anmerkung
Zsfassung in engl. Sprache
SpracheDeutsch
DokumenttypDiplomarbeit
Schlagwörter (DE)Kühllast / Simulation / thermische Optimierung
Schlagwörter (EN)cooling Load / simulation / thermal optimization
URNurn:nbn:at:at-ubtuw:1-37053 Persistent Identifier (URN)
Zugriffsbeschränkung
 Das Werk ist frei verfügbar
Dateien
Validierung und Vergleich von Methoden zur Berechnung der Kühllast von Räumen und Gebäuden [1.58 mb]
Links
Nachweis
Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Auf thermische Behaglichkeit von Arbeits- und Wohnräumen ist bei der Planung in zunehmendem Maße zu achten, vor allem für die Sommermonate. Dies kann oft nur mit Hilfe von Kühlanlagen erreicht werden. In dieser Arbeit wird durch Validierung, Vergleich und Einsatz verschiedener Berechnungsmethoden zur Ermittlung der Kühllast untersucht, mit welchen Verfahren Kühlanlagen optimal dimensioniert werden können.

In der vorliegenden Arbeit wurden für den österreichischen Raum angebotene Werkzeuge zur Berechnung der sensiblen Kühllast, die im deutschsprachigen Raum veröffentlichten Normen und Richtlinien entsprechen, validiert und verglichen. Dabei wurde ausschließlich auf Luftkühlung eingegangen. Anhand von mehreren, mit analytischen Berechnungsmethoden nachgerechneten Validierungsfällen, konnte das Verfahren der ÖNORM H 6040 verifiziert werden (Abweichungen unter 5%).

Der Vergleich zwischen dem Verfahren der ÖNORM H 6040 und den beiden Berechnungsmethoden nach VDI 2078 ergab, dass der Vorteil der VDI-Verfahren in der Einsparung von Eingabewerten und Rechenaufwand liegt, der Vorteil des ÖNORM-Verfahrens in der genaueren und flexibleren Berechnung. Der Vergleich des verifizierten Verfahrens der ÖNORM mit den VDI-Verfahren, Webseitenrechnern und Formblättern zeigte teilweise sehr starke Abweichungen in den Ergebnissen für ein in Österreich gelegenes Gebäude. Die VDI-Verfahren ergaben meist zu geringe Kühllasten (EDV-Verfahren -13% bis -62%, Kurzverfahren +18% bis 80%). Außerdem sind die Differenzen zwischen den Ergebnissen verschiedener Programme, die alle nach den VDI-Verfahren arbeiten, auffällig. Des weiteren wurde die weit verbreitete Ansicht widerlegt, dass die Ergebnisse einfacher Abschätzungsmethoden immer auf der sicheren Seite lägen. Diese stark vereinfachenden Methoden ergeben oftmals viel zu kleine Kühllasten. Die Schwankungen der Ergebnisse zwischen verschiedenen Verfahren sind dabei außerdem sehr groß (-100% bis +382%).

Zuletzt wurde noch die Eignung von Kühllast-Berechnungsverfahren (hier stellvertretend das Verfahren der ÖNORM H 6040) zur thermischen Optimierung von Gebäuden für die Sommermonate untersucht und im Wesentlichen bestätigt. Mit Hilfe des Simulationsverfahrens konnte die Wirkung verschiedener Maßnahmen beurteilt und die optimale Lösung zur Senkung der maximalen Kühllast gewählt werden.

Zusammenfassung (Englisch)

Thermal comfort of working and living rooms has to be taken into account more and more conscientiously at the planning stage, especially for summer months. To achieve thermal comfort often air conditioning systems have to be applied. In this paper research is done by validation, comparison and application of different calculation methods for the cooling load to find procedures which lead to optimally dimensioned air conditioning systems.

In this paper tools for the calculation of the sensible cooling load, offered for Austria and matching with standards and guidelines published in the German speaking area, were validated and compared. In doing so only air cooling was considered. Based on a couple of different validation cases checked by an analytical method of calculation the procedure of ÖNORM H 6040 could be verified (deviations below 5%). A comparison between the procedure of ÖNORM H 6040 and the two methods of calculations by VDI 2078 showed advantages of VDI 2078 in terms of a smaller needed data input and in terms of a lower calculation complexity. A more accurate and flexible calculation is showed as the advantage of ÖNORM procedure. The comparison of the verified procedure of ÖNORM with VDI procedures as well as with website calculators and simple forms used for the calculation partly showed strong deviations in the results for a building located in Austria. The VDI procedures mostly gave too low values of cooling loads (computer process 13% to -62%, abridged process +18% to -80%). Moreover discrepancies between results of different software programs all based on the VDI procedures were noticeable. Besides the common opinion that the results of simple and quick procedures would always be on the save side was disproved. These strongly simplifying procedures often give too low values of cooling loads. The variations of the results of different calculation methods are massive (-100% to +382%).

In a final step the suitability of cooling load calculation procedures (using the procedure given by ÖNORM H 6040 as representative) for the thermal optimization for summer months were explored and essentially confirmed. Using the simulation method the effect of various measures could be evaluated and the optimal solution for a decrease of the maximum cooling load could be chosen.