Das Ziel der Klimaneutralität Deutschlands bis zum Jahr 2045 stellt unter anderem den Gebäudesektor vor große Herausforderungen. In den letzten Jahren wurde zunehmend erkennbar, dass die Wärmewende einen wichtigen Beitrag zur Klimaneutralität leisten muss. Diese Masterarbeit leistet einen Beitrag zur Wärmewende, indem ein Modell zur thermischen Simulation von Quartieren, die geothermisch versorgt werden sollen, entwickelt und analysiert wird.
Neben der dynamischen Simulation von Quartieren wird besonderer Wert auf die Integration der Anlagentechnik in Form von Wärmepumpen, Förderpumen, Speichern und Heizsystemen gelegt, um die definierte Forschungslücke von einerseits sehr performanten und stark vereinfachten Modellen und andererseits sehr detaillierten Simulationen, die einzelne Gebäude betrachten, zu schließen. Des Weiteren sind innerhalb dieser Arbeit unterschiedliche Nutzungszusammensetzung und Standorte des Quartiers zu realisieren. Das Quartiersmodell wird mithilfe der Modelica-Bibliothek GreenCity in der Simulationsumgebung SimulationX erstellt, da diese eine große Auswahl an Elementen bereitstellt, um die genannte Zielstellung zu erreichen.
Umgesetzt werden diese Ziele, indem ein Quartiersmodell entwickelt wurde, dessen
Gebäude durch ein kaltes Nahwärmenetz verbunden sind. Jedem Gebäude kann eine von vier Nutzungsarten (Wohnen, Bildung, Büro, Einzelhandel) zugewiesen werden. Jedes Gebäude wird außerdem durch drei zusammenfassende Modelica-Elemente, in denen sich Untermodelle befinden, modelliert. Diese beschreiben den Netzanschluss, die Anlagentechnik und das Gebäude. Die Anlagentechnik beinhaltet eine Wärmepumpe, einen Heizpufferspeicher sowie die Möglichkeit der Kühlung des Gebäudes mittels Plattenwärmeübertrager. Das Gebäude selbst beinhaltet die Simulation einer Fußbodenheizung und wird durch eine Zone berechnet.:1 Einleitung
1.1 Hintergrund
1.2 Motivation und Präzisierung der Aufgabenstellung
2 Stand der Technik
2.1 Quartiersdefinitionen
2.2 Dynamische Gebäudesimulation auf Quartiersebene
3 Modellierung
3.1 Grundlegende Modellstruktur und Gebäudemodell
3.2 Erweiterung zum Quartiersmodell
3.3 Modellparameter
3.3.1 Umweltparameter
3.3.2 Gebäudeparameter
3.3.3 Anlagenparameter
3.3.4 Wärmenetzparameter
3.3.5 Simulationsparameter
4 Anwendung der Simulationsmodelle
4.1 Modell zur Verifikation
4.2 Modell zur Validierung
4.3 Angewendetes Quartiersmodell
5 Ergebnisse
5.1 Ergebnisse der Verifikation
5.2 Ergebnisse der Validierung
5.3 Ergebnisse des Quartiermodells
6 Diskussion
6.1 Quartiermodell
6.2 Verifikation und Validierung
7 Zusammenfassung und Ausblick
| Identifer | oai:union.ndltd.org:DRESDEN/oai:qucosa:de:qucosa:78222 |
| Date | 28 February 2022 |
| Creators | Satke, Paul |
| Contributors | Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig |
| Source Sets | Hochschulschriftenserver (HSSS) der SLUB Dresden |
| Language | German, German |
| Detected Language | German |
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| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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