UNTERSUCHUNG DES WIRKUNGSGRADES VONSONNENHEIZ- UND SONNENKÜHLSYSTEMEN
1. Ziele des Projektes
Die Ziele dieses Projektes sind die Einrichtung und Durchführung einer Zusammenarbeit unter den Teilnehmern an diesem Projekt (im folgenden als die „Teilnehmer“ bezeichnet) auf drei Bereichen der Sonnenheiz-, Sonnenkühl- und Warmwasserversorgungssysteme zur Optimierung des Kosten-Nutzenverhältnisses, nämlich:
(a) Konstruktion von Modellen und Simulation von Sonnenheiz- und Sonnenkühlsystemen zur Berechnung des thermischen Wirkungsgrades;
(b) Messung des thermischen Wirkungsgrades und Weitergabe der gewonnenen Informationen sowie die Weitergabe von Daten über die Lebensdauer und Kosten von Sonnenheiz-, Sonnenkühl- und Warmwasserversorgungssystemen;
(c) Optimierung der Wirtschaftlichkeit der Systeme auf Grund der ersten beiden Bereiche.
2. Mittel
Zur Verwirklichung der vorstehenden Ziele werden folgende Schritte unternommen:
(a) Konstruktion von Modellen und Simulation
Es wird eine gemeinsame Kenntnisgrundlage für die Konstruktion von Modellen und die Simulation von Sonnenheiz- und Sonnenkühlsystemen aufgebaut werden.
Auf der Grundlage von Empfehlungen seitens der Teilnehmer wird vom Beauftragten ein Berichtsschema für Systemsimulationsprogramme entwickelt und verteilt. Die Teilnehmer stellen dem Beauftragten in der Form des Schemas Unterlagen über ihre Programme zur Verfügung, die dann an die Beteiligten verteilt werden. Der Beauftragte veranstaltet eine Expertendiskussion, um die besonderen Kennzeichen von zwei Sonnenheizsystemen zu spezifizieren – einem System – mit einer Flüssigkeit und einem mit Luft als Wärmeträger – die zu Vergleichen von vorausberechneten Wirkungsgraden verwendet werden. Über diese beiden Systeme werden vom Beauftragten an alle Teilnehmer detaillierte Unterlagen verteilt.
Anfänglich werden Wetteraufzeichnungen aus Dänemark (Kopenhagen), Deutschland (Hamburg), Japan (Tokio) und den Vereinigten Staaten (Madison und Santa Maria) Verwendung finden. Diese Wetterdaten werden dann entsprechend dem vereinbarten Schema auf Magnetband aufgezeichnet. Die Magnetbänder werden hierauf von den Teilnehmern aus Dänemark, Deutschland, Japan und den Vereinigten Staaten jeweils aufbereitet und an den US-Teilnehmer weitergegeben.
Der US-Teilnehmer wird anhand des NBSLD-Programms 1 ) sowie der fünf Wetterberichte für ein bestimmtes Einfamilienhaus die stündlichen Belastungswerte bestimmen. Zu Beginn handelt es sich dabei um das NBS-Sonnenhaus 2 ). Der US-Teilnehmer zeichnet die errechneten Belastungswerte zusammen mit den Wetterdaten auf Magnetband auf und verteilt sie an alle Teilnehmer. Diese werden ihre eigenen Systemsimulationsprogramme mit den vier Wetter- und Belastungswerttabellen verwenden, um die Leistung der beiden Sonnenheizsysteme vorauszuberechnen. Die Ergebnisse und der monatliche Wirkungsgrad der Systeme werden an die Teilnehmer weitergegeben. Die Beschreibung der Computerprogramme wird beigefügt. Zur Auswertung der Ergebnisse dieser Systemleistungsberechnungen und zur Beseitigung von Unterschieden wurden eine oder mehrere Tagungen abgehalten. Der Beauftragte erstellt einen zusammenfassenden Bericht und verteilt ihn an alle Teilnehmer. Eine Folgetagung wird sodann anberaumt, um die Ergebnisse zusätzlicher Systemleistungssimulationen auszuwerten, die gemäß den vereinbarten Änderungen an den obigen Details durchgeführt wurden.
(b) Systemmeßverfahren
Empfehlungen für die Verfahren zur Messung des thermischen Wirkungsgrades von Sonnenheiz- und Sonnenkühlsystemen werden vom Exekutivkomitee auf Grund der Auswertungsergebnisse der in den Teilnehmerländern verwendeten Meßmethoden vorgenommen. Diese Empfehlungen enthalten die Definitionen der zu messenden Mengen, die Häufigkeit, die Genauigkeit und Art der physikalischen Messungen sowie die Methoden der zur Bestimmung des Wirkungsgrades des Systems erforderlichen Datenbehandlung. Es wird zur Prüfung der Auswertungsergebnisse eine Tagung einberufen, und nach der Überprüfung durch das Exekutivkomitee verfaßt der Beauftragte dann einen Bericht mit der Zusammenfassung der empfohlenen Meßverfahren und verteilt ihn an die Teilnehmer; dies kann auch von einem anderen Teilnehmer in Absprache mit dem Beauftragten durchgeführt werden.
(c) Berichtsschema
Die Teilnehmer werden für die Mitteilung des thermischen Wirkungsgrades oder der Lebensdauer und Systemkosten ein Schema entwickeln oder ein bereits vorhandenes den Erfordernissen anpassen. Die schematisierten Daten werden, sobald sie verfügbar sind, an die Teilnehmer weitergegeben. Das Schema wird die vollständigen Definitionen der verwendeten Begriffe enthalten.
(d) Optimierung
Es wird ein Verfahren zur Konstruktion wirtschaftlicher, optimierter Systeme entwickelt. Vereinfachte, auf Grund von Monatsdurchschnitten erstellte Dimensionierungsmethoden werden zum Bau von Sonnenheizsystemen verwendet, die den örtlichen Wetter- und Belastungsdaten entsprechen. Diese Methode wird gleichzeitig mit den Ergebnissen der in Punkt (a) erwähnten Systemsimulationsprogramme verglichen.
Die Systemkosten werden auf der Grundlage der ortsüblichen Preise für Bestandteile und Installierung berechnet. Diese Daten sowie die wirtschaftlichen Parameter für Hypotheken, Steuern, Kosten von Hilfsbrennstoffen, Steigerungen von Kosten und Diskontsätzen bei zukünftigen Kosten werden von jedem Teilnehmer einzeln festgesetzt. Auf Grund dieser Daten wird der US-Teilnehmer die beste Systemgröße für jedes Teilnehmerland festlegen und alle Ergebnisse samt einer Beschreibung des Analyseverfahrens an alle Teilnehmer verteilen.
Die Teilnehmer werden die Ergebnisse prüfen; ein Bericht mit der Zusammenfassung der derzeitigen wirtschaftlichen Lage für Sonnenheizsysteme wird vom Beauftragten oder einem anderen Beteiligten in Absprache mit dem Beauftragten erstellt und an die Teilnehmer versendet.
3. Zeitplan
Zwei Jahre (1. Jänner 1977 bis 31. Dezember 1978). Geplante Tagungen: Frühjahr 1977 und Frühjahr 1978.
4. Ergebnisse
Diese gemeinsamen Tätigkeiten werden folgende Ergebnisse zeitigen:
(a) einen Bericht über vorhandene Computerprogramme zur Berechnung des thermischen Wirkungsgrades von Systemen sowie mit Unterlagen über die Auswertung des Vergleiches der bei Verwendung dieser Programme entstehenden Ergebnisse;
b) einen Bericht über ein empfohlenes Verfahren zur Messung des thermischen Wirkungsgrades von Systemen;
c) einen Bericht über das für Systeme empfohlene Berichtsschema samt terminologischer Definitionen;
d) einen Bericht über ein vereinfachtes Verfahren zur Systemoptimierung auf Grund wirtschaftlicher Aspekte.
Jeder Beteiligte ist berechtigt, eine Abschrift von jedem Bericht über die Ergebnisse der gemeinsamen Tätigkeiten im Rahmen dieses Projektes zu erhalten.
5. Aufgaben des Beauftragten
Zusätzlich zu den im Absatz 2 oben beschriebenen Aufgaben ist der Beauftragte für die Gesamtleitung des Anhanges und die Durchführung der vom Exekutivkomitee geforderten Maßnahmen verantwortlich.
6. Finanzierung
(a) Jeder Beteiligte trägt seine eigenen Kosten bei der Durchführung des Projektes, einschließlich der Kosten für die Berechnungen, Berichterstattung und Reisespesen der Vertreter.
(b) Die Kosten für die Veranstaltung von Tagungen werden vom Gastgeberland getragen.
(c) Die Beteiligung an diesem Anhang wird erwartungsgemäß für jeden Teilnehmer einen jährlichen Aufwand von 1/2 bis 2 Arbeitsjahren pro Person mit sich bringen.
7. Beauftragter
Das Thermal Insulation Laboratory der Technischen Universität Dänemark.
8. Teilnehmer an diesem Projekt
Folgende Vertragschließende Parteien beteiligen sich an diesem Projekt:
die belgische Regierung,
das Ministerium für Handel und Industrie (Dänemark),
die Kernforschungsanlage Jülich Ges. m. b. H. (Deutschland),
der Consiglio Nazionale delle Ricerche (Italien),
das Stichting Energieforschungszentrum (Niederlande),
das Department of Scientific and Industrial Research (Neuseeland),
das Ministerio de Industria (Centro de Estudios de la Energia) (Spanien),
das Eidgenössische Amt für Energiewirtschaft (Schweiz),
die United States Energy Research and Development Administration.
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1 ) NBSIR 74-574, NBSLD, Computerprogramm für Heiz- und Kühlbelastungen in Gebäuden.
2 ) ISES – Kongreß 1975, Dokument 41/9.
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