An der Hochschule zu Bremen werden zwei Vorlesungsräume auf ihren Heizwärmeverbrauch hin verglichen. Einer der Räume ist mit einer KNX/EIB Einzelraumregelung ausgestattet. Ziel dieser Diplomarbeit ist, die Einzelraumregelung so zu programmieren, dass der Raum die gewünschten 21°C nur dann hat, wenn er belegt ist.
Für die Programmierung der Einzelraumregelung wird die Software Elvis der IT GmbH benutzt, die direkt mit den KNX/EIB-Komponenten kommunizieren kann. Mit Hilfe des Simulationsprogrammes Matlab/Simulink wird ein bereits vorhandenes Modell dem Vorlesungsraum angepasst und die möglichen Einsparungen durch Simulationen abgeschätzt.
Bereits vor dieser Diplomarbeit wurde eine erhebliche Wärmemenge gegenüber dem anderen Raum eingespart. Dies wird anhand von Datenaufzeichnungen begründet. In Zukunft wird nach Umstellung auf Heizung nach Stundenplan ein weiterer Einspareffekt von bis zu 98% erzielt werden.
Inhaltsverzeichnis
- Einleitung
- EIB/KNX
- Software
- ETS2
- Projektierung
- Inbetriebnahme/Test
- Elvis
- Der Elvis-Prozessserver
- Die Bedienstation
- Die Projektierung
- Anwendungsbeispiele
- ETS2
- Hardware
- Raumtemperaturregler
- Präsenzmelder
- EIBGW-MBus
- Software
- Messung des Aufwärm- und Abkühlverhaltens
- Temperaturverlauf vom 05.04.2006
- Temperaturverlauf vom 07.-10.06.2006
- Bestimmung der Aufwärmung
- Bestimmung der Abkühlung
- Modell und Simulation der Räume 1120 und 1122
- Modell des Raumes 1122
- Eingangsgrößen
- Parameter des Modells
- Submodellbeschreibung
- Fensterlüftung
- Fenster
- Raumtemperaturregler
- Wärmeströme durch Wände
- Raumtemperaturknoten
- Implementierung unter Matlab/Simulink
- Verifikation der Simulation
- Simulationen mit dem Modell
- Ermittlung des Sollwertes des Nacht-Betriebes
- Ermittlung des Sollwertes des Frostschutzbetriebes
- Abschätzung der Energieeinsparung
- Eingangsgrößen
- Modell beider Räume
- Simulationen mit dem Modell
- Modell des Raumes 1122
- Nutzungsabhängige Raumheizung
- Nutzungsabhängige Raumheizung mit Elvis
- Anforderungen
- Programmierung
- Einbau von Präsenzmeldern
- Nutzungsabhängige Raumheizung mit Elvis
- Auswertung der aufgezeichneten Daten
- Fazit und Ausblick
- Quellen
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Diese Diplomarbeit untersucht die Optimierung der Raumheizung in zwei Vorlesungsräumen an der Hochschule Bremen. Der Fokus liegt auf der Implementierung einer Einzelraumregelung mit KNX/EIB-Technologie, die den Raum nur dann heizt, wenn er tatsächlich genutzt wird. Ziel ist es, den Heizwärmeverbrauch durch die Reduzierung des Betriebs der Heizungsanlage in Zeiten geringer Auslastung zu minimieren.
- EIB/KNX-Technologie und ihre Anwendung in Gebäudesystemtechnik
- Messung und Analyse des Heizwärmebedarfs von Vorlesungsräumen
- Entwicklung und Implementierung einer nutzungsabhängigen Raumheizung
- Simulation des Heizungsverhaltens mit Matlab/Simulink
- Bewertung der Energieeinsparungen durch die Optimierung der Raumheizung
Zusammenfassung der Kapitel
- Einleitung: Das Kapitel erläutert den Hintergrund der Diplomarbeit und stellt die Problemstellung der Energieeinsparung im Bereich der Raumheizung vor. Es wird der Forschungsstand zum Thema nutzungsabhängige Raumheizung und die Relevanz der Untersuchung für die Hochschule Bremen dargelegt.
- EIB/KNX: Dieses Kapitel beschreibt die EIB/KNX-Technologie als Basis für die Einzelraumregelung. Es werden die Funktionsweise, die Software- und Hardwarekomponenten sowie die Einsatzmöglichkeiten von EIB/KNX im Detail erläutert.
- Messung des Aufwärm- und Abkühlverhaltens: Das Kapitel beinhaltet die Ergebnisse der Messung des Heizwärmebedarfs der beiden Vorlesungsräume. Die Temperaturverläufe in den Räumen werden analysiert und die Aufwärm- und Abkühlzeiten ermittelt.
- Modell und Simulation der Räume 1120 und 1122: Dieses Kapitel präsentiert ein mathematisches Modell der beiden Vorlesungsräume, welches das Heizverhalten der Räume simuliert. Das Modell wird mit der Software Matlab/Simulink implementiert und die Ergebnisse der Simulationen werden erläutert. Die Abschnitte über die Ermittlung des Sollwertes des Nacht- und Frostschutzbetriebes sowie die Abschätzung der Energieeinsparung werden in diesem Kapitel nicht weiter ausgeführt.
- Nutzungsabhängige Raumheizung: In diesem Kapitel wird die Implementierung einer nutzungsabhängigen Raumheizung mit der Software Elvis beschrieben. Die Anforderungen an die Programmierung und der Einbau von Präsenzmeldern werden erläutert.
- Auswertung der aufgezeichneten Daten: Dieses Kapitel analysiert die Daten, die während des Betriebs der Einzelraumregelung erfasst wurden. Die Ergebnisse der Analyse werden verwendet, um die Effizienz der nutzungsabhängigen Raumheizung zu bewerten.
Schlüsselwörter
KNX/EIB, Einzelraumregelung, Gebäudeautomation, Raumheizung, Energieeinsparung, Simulation, Matlab/Simulink, Elvis, Präsenzmelder, Wärmebedarf, Temperaturverlauf, Heizverhalten.
- Arbeit zitieren
- Christian Eder (Autor:in), 2006, Optimierte nutzungsabhängige Raumheizung durch Gebäudesystemtechnik, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/62729
