Energieverbrauchsreduzierung von Mehrfamilienhäusern. Konzeptionierung einer Klimatisierungs- und Heizungsanlage mit intelligenter Lüftungs- und Gebäudesteuerung

Thèse de Bachelor , 2017 , 92 Pages

Electrotechnique

Diese Bachelorarbeit behandelt die Themen der grundlegenden Gebäudetechnik sowie deren Steuerungsmöglichkeiten. Im Anschluss wird das Gesamtkonzept eines Gebäudes entworfen. Die Bachelorarbeit beruht auf einer Literaturauswertung und beinhaltet eine Beispielmessung verschiedener Heizungssteuerungen. Diese Arbeit eignet sich besonders für Personen, die sich in die Gebäudesteuerung einarbeiten wollen und eventuell vor der Kaufentscheidung stehen, eine vollständige Automation oder eine Teilautomation in ein Haus oder eine Wohnung einzubauen, aber auch für diejenigen, die bereits eine Gebäudeautomation besitzen und sich mit deren Funktionen auseinandersetzen möchten. Das Interessensumfeld kann privater bis beruflicher Natur sein. Diese Arbeit kann jedoch eine individuelle Beratung durch einen Fachmann nicht ersetzen und darf vor allem nicht als Anleitung fungieren.

Der erste Teil der Arbeit befasst sich mit Vergleichen anderer Branchen wie der Kraftfahrzeug- und Schienenfahrzeugtechnik in Verbindung mit verschiedenen Gebäudesteuerungen. Darunter sind auch die beiden wichtigen Hauptschaltungen in der Elektrotechnik vertreten. Einige Hersteller von Gebäudeautomation mit Ausführungsarten wie Funk- und Kabelgebunden werden mit Kostenkalkulation vorgestellt.
Im zweiten Teil werden die Funktionen Heizen, Kühlen und Lüften in einzelnen Anlagenteilen beschrieben. Einige zugehörige Regeln der Technik sowie Berechnungsmethoden wie Heizlast und Kühllast werden mit Beispielen erläutert. Daraufhin wird ein konkretes Objekt beschrieben, mit dem eine durchschnittliche Berechnung nach Normwerten durchgeführt wird. Ein praktisches Beispiel von Temperaturverläufen innerhalb eines Raumes zwischen manueller und automatischer Heizungssteuerung wird grafisch anhand von realen Messwerten dargestellt. Die Messung zeigt einen geradlinigen Temperaturverlauf des Raumes auf und lässt so den Schluss auf Kosteneinsparung zu. Die Berechnung aus dem Beispiel führt zur Empfehlung von Investitionen in automatische Anlagen, da sich durch intelligente Verknüpfung und Steuerung verschiedener Anlagen Betriebskosten senken lassen. Für die Gesamtheit der Bewohner ist festzustellen, dass durch die Investition des Eigentümers ein immer gleichbleibendes Wohnklima bei geringer Kostenbelastung entsteht. Für den Eigentümer zeigt sich, dass sich die Anlage nach einigen Betriebsjahren amortisiert hat und gewinnbringend auf die Kosten auswirkt.

Inhaltsverzeichnis

• ABSTRACT
• INHALTSVERZEICHNIS
• ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS
• 1 EINLEITUNG
• 1.1 Ziel dieser Arbeit
• 1.2 Aufbau dieser Arbeit
• 2 SYSTEMVERGLEICH
• 2.1 Grundlagen der Kommunikation
• 2.1.1 Datenübertragung
• 2.1.2 Datenverarbeitung
• 2.1.3 Störsicherheit
• 2.2 Fahrzeugsysteme
• 2.2.1 Kraftfahrzeuge
• 2.2.2 Schienenfahrzeuge
• 3 GEBÄUDESTEUERUNG
• 3.1 Energie
• 3.2 Grundschaltungen
• 3.2.1 UND-Schaltung
• 3.2.2 ODER-Schaltung
• 3.3 Manuelle Steuerung
• 3.3.1 Ausschaltung
• 3.3.2 Wechselschaltung
• 3.3.3 Kreuzschaltung
• 3.3.4 Berechnung von Schaltstellungen
• 3.4 Automatisierte Steuerungen
• 3.4.1 Teilautomatisierte Einzelsteuerung
• 3.4.2 Automatisierte Einzelsteuerung
• 3.4.3 Automatische Steuerung (verkabelt)
• 3.4.4 Automatische Steuerung (drahtlos)
• 3.5 Zusammenfassung
• 4 HERSTELLER VON GEBÄUDEAUTOMATION
• 4.1 Gebäudeautomation mit Somfy
• 4.1.1 Kostenaufstellung
• 4.1.2 Die Radio-Technologie von Somfy (RTS)
• 4.1.3 Das iO-Homecontrol
• 4.2 Gebäudeautomation mit Siemens
• 4.2.1 Kostenaufstellung
• 4.2.2 Aufbau der LOGO!-Steuerung
• 4.2.3 Aufbau der S7-300-Steuerung
• 5 HEIZEN, KÜHLEN, LÜFTEN
• 5.1 Optimale Raumtemperatur
• 5.1.1 Wärme- und Kälteverlauf in einem Raum
• 5.1.2 Effiziente Beheizung und Kühlung eines Raumes
• 5.1.3 Klimaanlage
• 5.2 Heizen
• 5.2.1 Berechnung der Normheizleist
• 5.2.2 Brennstoffe für Wärmeerzeugungsanlagen
• 5.2.3 Heizkreisverteilung
• 5.2.4 Warmwasserbereitung
• 5.3 Kühlen
• 5.3.1 Kühllastberechnung
• 5.3.1 Grundlagen und Umweltverträglichkeit
• 5.3.2 Kältekreislauf
• 5.4 Lüften
• 5.4.1 Raumlufttechnikanlage
• 5.4.2 Anlagenaufbau
• 5.4.3 Hygiene in RLT-Anlagen
• 5.5 Zusammenfassung
• 6 ENTWICKLUNG EINER ANLAGE
• 6.1 Anlagenbestandteile
• 6.1.1 Entwicklungsumgebung Gebäude
• 6.1.2 Entwicklungsumgebung Etage
• 6.2 Dimensionierung der Anlage
• 6.2.1 Berechnung der Normheizlast
• 6.2.2 Kühllastberechnung
• 6.2.3 Stromverbrauch in RLT-Anlagen
• 6.3 Anlagenkosten
• 6.4 Wirtschaftlichkeitsbetrachtung
• 7 FAZIT
• 8 ANLAGEN ZUR BACHELORARBEIT
• 8.1 Anlage 1: Steuerung und Energieversorgung
• 8.2 Anlage 2: Peripheriegeräte
• 8.3 Klimazonenkarte
• 9 ANHANG
• Abbildungsverzeichnis
• Tabellenverzeichnis
• Definitionsverzeichnis
• Formelverzeichnis
• Literaturverzeichnis

Zielsetzung und Themenschwerpunkte

Die vorliegende Bachelorarbeit beschäftigt sich mit der Konzeptionierung einer Klimatechnik-Anlage für Mehrfamilienhäuser, die sowohl Heizen, Kühlen als auch Lüften umfasst und mit einer intelligenten Steuerung gekoppelt ist. Das Ziel ist es, die Energieeffizienz zu optimieren und den Energieverbrauch nachhaltig zu reduzieren.

• Analyse und Vergleich verschiedener Gebäudesteuerungslösungen
• Integration intelligenter Steuerungselemente zur Optimierung der Anlagenleistung
• Berechnung der Heizlast und Kühllast für ein Mehrfamilienhaus
• Entwicklung eines konkreten Anlagekonzepts mit Fokus auf Energieeinsparung und Komfort
• Bewertung der Wirtschaftlichkeit der Anlage und Analyse der Amortisationszeit

Zusammenfassung der Kapitel

Die ersten Kapitel dieser Arbeit befassen sich mit den Grundlagen der Gebäudesteuerung und vergleichen verschiedene technische Systeme, die in der Kraftfahrzeug- und Schienenfahrzeugtechnik Anwendung finden. Es werden die wichtigen Grundschaltungen der Elektrotechnik sowie verschiedene manuelle und automatische Steuerungsmöglichkeiten erläutert. Kapitel 4 stellt zwei Hersteller von Gebäudeautomation mit ihren jeweiligen Produkten und Kostenstrukturen vor. Die Kapitel 5 und 6 widmen sich der Funktionsweise von Heizen, Kühlen und Lüften. Es werden Berechnungsmethoden, wie die Heizlast- und Kühllastberechnung, vorgestellt und anhand eines konkreten Objekts erläutert. Die Arbeit schließt mit einer Analyse der Wirtschaftlichkeit und einer Diskussion der Vorteile einer intelligenten Gebäudesteuerung.

Schlüsselwörter

Gebäudesteuerung, Klimatechnik, Heizen, Kühlen, Lüften, Energieeffizienz, Energieeinsparung, Mehrfamilienhäuser, Intelligente Steuerung, Heizlast, Kühllast, Kostenoptimierung, Wirtschaftlichkeit

• Université: Wilhelm Büchner Hochschule Private Fernhochschule Darmstadt
• Auteur: Anonym (Auteur)
• Année de publication: 2017
• Pages: 92
• N° de catalogue: V365998
• ISBN (ebook): 9783668453005
• ISBN (Livre): 9783668453012
• Langue: allemand
• mots-clé: Elektro, Informationstechnik, Gebäude, Technik, Lüftung, Klimaanlage, Heizung, Raum, Luft, Smart, Home, Intelligent