Definition Heizwärmebedarf und Heizenergiebedarf

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Elisabeth
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Mon Mar 05, 2018 4:51 pm

Hallo zusammen,

ich beschäftige mich aktuell mit der Auswertung meiner Simulationen und kann mir einige Ergebnisse der Komponentenresultate auf Gebäudeebene nicht erklären.

Folgende Randbedingungen:
Das untersuchte Gebäude ist vollkommen identisch und auch der hydraulische Aufbau des Systems ist gleich. Einziger variierender Parameter ist das Volumen des Pufferspeichers.

Daher bin ich davon ausgegangen, dass der Heizwärmebedarf Qdem pro Jahr bei allen Varianten ebenfalls identisch sein wird.
Dennoch schwankt dieser teilweise um über 11.000kWh. Dabei ist mir aufgefallen, dass er umso niedriger wird, je größer das Energiedefizit ist. Können Sie mir sagen, wie genau der Heizwärmebedarf in Polysun berechnet wird und inwiefern er sich vom Heizenergiebedarf Quse abgrenzt?
Da der Heizenergiebedarf exakt der "Energie zum Konvektor" entspricht, gehe ich davon aus, dass es sich hierbei nicht um den Heizenergiebedarf, sondern um den Heizenergieverbrauch handelt? Wie genau ist bei Polysun Bedarf und Verbrauch definiert?

Vielen Dank und sonnige Grüße,
Elisabeth

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Polysun_CAH69
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Wed Mar 07, 2018 2:06 pm

Hallo Elisabeth

Der Heizwärmebedarf ohne WW ist der gesamte Energiebedarf des Gebäudes. Wenn der Brennstoff-Verbrauch berücksichtigt werden soll, muss er mit dem Wirkungsgrad des Kessels multipliziert werden.
Wenn in Polysun das Gebäude ausgewählt wird und die Frage ob der Energiebedarf bekannt ist , mit Nein beantwortet wird, dann berechnet Polysun selbst den Heizwärmedarf , die Energieverluste.
Der dynamisch thermische Bedarf des Gebäudes kann abgeleitet werden durch Beachtung d. Heiz-/KühlEnergiebilanzgleichung
[
Energiebilanz.png
Energiebilanz.png (9.49 KiB) Viewed 1409 times
Diese Gleichung berücksichtigt passive Wärmegewinne durch die Sonne, die
Körperwärme der Menschen, die in dem Gebäude leben, die Luftwechselrate, die Art
der Beleuchtung und schliesslich die vorhandenen Elektrogeräte. Das Fensterfläche-
Wand-Verhältnis (engl. Window-to-wall-ratio, WWR) ermöglicht es, auch den Einfluss
der verwendeten Art der Verglasung zu berücksichtigen. In Abhängigkeit von den
verwendeten Fenstern kann sich dies im SHGC-Wert (Solar Heat Gain Coefficient, solarer Wärmegewinn-Koeffizient) niederschlagen.
Qdem ist der von Polysun berechnete Energiebedarf, der möglichst gedeckt werden soll,. Quse ist der effektive Energieverbrauch.
Je nach Einstellungen in den Steuerungen und dem ausgewählten Gebäudemodel kann Heizwärmebedarf und Energie zum Konvektor abweichen.

Elisabeth
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Wed Mar 07, 2018 2:21 pm

Hallo,

vielen Dank für die ausführliche Antwort.
Leider hat sich meine Frage damit jedoch noch nicht vollständig gelöst.

Ich bin in meinem Modell davon ausgegangen, dass der Energiebedarf nicht bekannt ist und somit Polysun für mich den Heizwärmebedarf ermitteln soll.
Nun führe ich eine Parameterstudie durch, in welcher ich unter anderem den Einfluss verschiedener Pufferspeichergrößen auf den solaren Deckungsgrad untersuche und stehe vor folgendem Problem:
Mit steigendem Pufferspeichergröße steigt in erheblichem Maße der Heizwärmebedarf und auch die Energieverluste durch die Gebäudehülle nehmen stark zu. Die Steigerungen liegen bei bis zu 10.000kWh, wodurch die Ergebnisse stark verfälscht werden.
In dem genannten Fall bleibt das Gebäude stets identisch und
der Pufferspeicher in einem unbeheizten Raum,er dürfte den Heizwärmebedarf also wenn überhaupt nur sehr geringfügig beeinflussen.
Woran also liegen die starken Schwankungen des Heizwärmebedarfs?

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Polysun_CAH69
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Thu Mar 08, 2018 3:54 pm

Hallo Elisabeth

Es ist schwierig die Sachlage ohne die Schemen genau zu beurteilen.
Was ich vorschlagen möchte , ist dass die Plausibilität mit der Funktion Loggen & Parametrisieren überprüft wird.
Dh. Die Wärmegewinne, Die relevanten Wärmeverluste herauslesen lassen in einer Jahressimulation mit den verschiedenen Tankvolumen.
Ich habe dieTankvoluminas mit dem Schema 9a 800ltr, 900 ltr, 1000ltr. mit loggen & parametrisieren simmuliert.
Der Heizwärmebedarf verringert sich .
logg_2.png
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[Bei niederen Tankvolumen komme ich auf geringfügige unterschiede ist was auch plausibel ist , dh. höhere Tankvolumen führen zu höheren Wärmeverlusten Qhl . Ebenso die Rohrverluste v. Tank zu den Konvektoren steigen. Mit den herausgelesen Werten könnte dann der Heizwärmbedarf dann nachgeprüft werden gemäss Formeln im Manual auf S. 119
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Elisabeth
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Thu Mar 08, 2018 5:30 pm

Hallo,

da sich meinem Verständnis nach (und auch der Definition in der DIN 4108-6 nach) der Heizwärmebedarf (nicht der gesamte Energiebedarf) ausschließlich auf das Gebäude, seine Geometrie und die thermische Gebäudehülle bezieht, die Energie zur Erzeugung jedoch nicht mit berücksichtigt wird, kann ich dennoch nicht nachvollziehen, wie Polysun auf solch unterschiedliche Werte kommt.
Der Heizwärmebedarf von diesem Gebäude müsste laut Definition theoretisch vollkommen unabhängig vom Heizsystem stets identisch sein.

Angehängt finden Sie meine Polysun-Datei, in welcher der Heizwärmebedarf zwischen einem Pufferspeicher mit 10m³ und einem mit 20m³ um über 4.000kWh schwankt. Ich würde mich freuen, wenn Sie die Zeit finden, sich die Datei einmal anzusehen. Andernfalls muss ich leider auf eine dynamische Berechnung des Gebäudemodells verzichten und einen fixen Heizwärmebedarf vorgeben.

Vielen Dank im Voraus und sonnige Grüße,
Elisabeth
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Polysun_CAH69
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Mon Mar 12, 2018 2:10 pm

Hallo Elisabeth
Der Heizwärmebedarf bezieht sich in Polysun nicht ausschliesslich auf das Gebäude, seine Geometrie und die thermische Gebäudehülle. Um ein Beispiel zu nennen man kann bei Polysun in jede Komponente doppelt klicken und bestimmen wo sich die Komponente befindet. D.h. innen oder aussen. Gibt es positive Verluste an beheizte Räume oder effektive Wärmeverluste.
Sobald ein Gebäude im Schema ist kann man bestimmen wo sich die Komponente befinden soll (drinnen oder draussen) . Ebenso kann man die % Wärmeverluste an beheizte Räume bestimmen.
Positive Verluste.png
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Es ist nicht der Fall, dass in Polysun der Heizwärmedarf unabhängig des Schemas, der Einstellungen in den Komponenten ist. Eine Prüfung Deines Schemas macht in diesem Fall keinen Sinn .

Elisabeth
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Tue Mar 13, 2018 5:07 pm

Vielen Dank für die Antwort, jetzt habe ich verstanden, wie Polysun den Heizwärmebedarf errechnet.

Nun habe ich noch eine zweite Frage bezüglich des der Nutzenergie Quse:
Theorethisch müsste doch die Energie der Wärmerzeuger an das System (Qaux) plus der Solarthermischen Energie an das System (Qsol) plus der Pumpenabwärme an das System (Qpar) abzüglich der Wärmeverluste an den Innenraum (Qint) und abzüglich der Wärmeverluste an die Umgebung (Qext) die Nutzenergie Quse ergeben.
Also: Quse = (Qaux + Qsol + Qpar) - ( Qint + Qext).

Leider ist die (auch in den Vorlagenschemata) nicht der Fall, sondern die von Polysun ausgegebene Nutzenergie ist größer als der nach oben stehender Formel berechnete Wert.

Wie kommt es der Differenz?

awolf
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Wed Mar 14, 2018 5:55 pm

Hallo Elisabeth,

bitte beachte zur Gesamtenergiebilanzierung das Energieflussdiagramm:
Energieflussdiagramm.png
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Dort kannst du erkennen, dass bei der Bilanzierung nicht Qaux herangezogen wird, sondern Eaux, da nicht nur die Wärmeverluste, sondern auch die Kesselabgasverluste berücksichtigt werden, die wiederum in Qloss einfließen (also nicht nur Qext, sondern auch Qex).

Elisabeth
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Fri Mar 16, 2018 2:07 pm

Dankeschön!

Elisabeth
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Sun Mar 18, 2018 2:21 pm

Hallo,

Ich habe doch noch eine Nachfrage zum Energieflussdiagramm.

Ich nehme an, dass in den dort dargestellten Wärmeverlusten an die Umgebung (Qext) auch die Kollektorverluste mit einbezogen sind, da die unter "Systemresultate" angegebenen Wärmeverluste an die Umgebung explizit ohne Kollektorverluste angegeben und viel geringer sind.

Nun frage ich mich allerdings, warum die Kollektorverluste im Energieflussdiagramm eine Rolle spielen. Da als Input Qsol lediglich die Solarenergie an das System angegeben wird, sind hier die Kollektorverluste doch bereits rausgerechnet, insofern dürften sie auf der anderen Seite des Diagramms ebenfalls nicht als Verluste auftauchen. Oder habe ich hier einen Denkfehler?

Vielen Dank und einen schönen Sonntag,
Elisabeth

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