Projekt-Bilderpool

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Nutzungshinweis: Die Bilder auf dieser Seite stammen aus den Projekten, die im Rahmen der Programme Stadt der Zukunft, Haus der Zukunft und IEA Forschungskooperation entstanden sind. Sie dürfen unter der Creative Commons Lizenz zur nicht-kommerziellen Nutzung unter Namensnennung (CC BY-NC) verwendet werden.

Designvorschlag für ein kostengünstig realisierbares Photonic Cooling Element

Grafische Darstellung eines Photonic Cooling Elements

Abgegebene Wärmeleistungsintensität als Funktion der Temperaturdifferenz zwischen Wärmestrahler und seiner Umgebung

Funktioneller Zusammenhang zwischen der abgegebenen Wärmeleistungsintensität in Abhängigkeit der Temperaturdifferenz zwischen dem Wärmestrahler und seiner Umgebung. Wird kein Strahlblocker verwendet, welcher die Wärmeabstrahlung verhindert, so ist die Wärmeleistungsintensität am höchsten. In diesem Falle erfolgt der Abtransport der Wärme über Wärmeleitung, Wärmestrahlung und Konvektion. Bei Verwendung eines Strahlblockers verringert sich hingegen die abgegebene Wärmeleistungsintensität signifikant. Der Abtransport der Wärme erfolgt in diesem Falle über Wärmeleitung bzw. über Konvektion. Die Intensität der abgestrahlten Wärmeleistung wird aus der Differenz der abgegebenen Intensitäten (mit bzw. ohne Strahlblocker) ermittelt.

Photonic Cooling Messaufbau mit Parabolreflektor

Ein im Photonic Cooling Projekt verwendeter Messaufbau in der Ausführung mit Parabolreflektor. Die Reflektor-Strahler-Peltierelement Einheit im Detail (links), der gesamte Messaufbau in der Übersicht (Mitte) sowie die nähere Umgebung um den Messaufbau. Aufnahme vom 17.05.2017, Weiz.

Abgeschätzter jährlicher Spitzenstrombedarf zur Raumkühlung für verschiedene Klimaszenarien am Beispiel der Stadt Wien

Abgeschätzter Spitzenstrombedarf pro Jahr in MWh welcher in Wien zur Raumkühlung laut den durchgeführten Modellrechnungen für die beiden Klimaszenarien RCP4.5 (links) und RCP8.5 (rechts) voraussichtlich benötigt wird. Die Punkte repräsentieren die jährlichen Durchschnittswerte, der Graubereich die Unsicherheiten mit 95%igem Vertrauensintervall und die gestrichelte Linie den Wert für das Jahr 2016.

Photonic Cooling Funktionsmuster im Außeneinsatz

Aufnahme vom 04.09.2017, Weiz.

Prinzipskizze der konstituiernden Begriffe von Vakuumglasprodukten

In dieser Abbildung sieht man die üblichen Bestandteile von Vakuumglas: Randverbund, Vakuumspalt, Abstandhalter und die beiden planparallel angeordneten Glasplatten.

Prototyp B - Nach außen öffnendes Parallel-Abstell-Dreh-Fenster

Hierbei handelt es sich um ein in die Leibung integriertes Fenster mit mechatronischen Beschlagskomponenten. Nach Entriegelung des Flügels wird dieser durch die beiden Ecklagermodule und das Abstellmodul vierseitig um etwa 60 mm parallel nach außen abgestellt (Lüftungsstellung). Die Öffnungsfunktion gibt den Flügel frei, somit kann das Fenster manuell, angeschlagen an den Ecklagermodulen, um 90° nach außen gedreht werden. Zum Schließen wird der Flügel händisch an das Abstellmodul angedockt und anschließend motorisch geschlossen und verriegelt. Durch die außen am Flügelrahmen montierte Scheibe sowie die Integration des Stockrahmens in die Wand ergibt sich innen eine architektonisch ansprechende, reduzierte Optik, bei welcher der Eindruck einer reduzierten Lochfassade entsteht.

Prototyp D - Abstell-Schiebe-Fenster

Hierbei handelt es sich um ein Fenster, welches in einer Ganzglasoptik erscheint (je nach Einbausituation jeweils von außen oder innen). Die Öffnungsart ist dabei zunächst ein Abstellen und darauffolgend ein Verschieben zur Seite vor die Außenwand. Das Fenster besitzt im geschlossenen Zustand keine sichtbaren Schiebe- bzw. Führungsschienen. Der Fensterstock bildet die innere Fensterleibung mit integrierten Bedienschalter. Durch Ansteuerung von vier Abstellantrieben wird das Fenster 4-seitig 100 mm parallel abgestellt (Lüftungsfunktion) und befindet sich somit vor der Wand.

Prototyp A - Raumseitig flächenbündiges, nach innen öffnendes Drehfenster

Das Fenster besitzt raumseitig eine Ganzglasoptik und schließt flächenbündig an die Wand an. Es gibt keine hervorspringenden Bedienelemente. Das Fenster kann motorisiert in eine Lüftungsstellung abgestellt werden.

Prototyp C - Schwing-Klapp-Fenster

Bei diesem Prototyp handelt es sich um ein in der Leibung sitzendes Fenster, welches ohne sich bewegende Schließteile zur Verriegelung auskommt. Zum Öffnen wird der Flügel motorisch 10 mm angehoben (entriegelt) und an der Oberseite über eine Kulisse nach innen geführt. Die so eingeleitete Schwing-Klapp Bewegung wird durch einen Spindelantrieb und eine Schere bis zu einer etwa 85° Öffnung fortgesetzt. Der Flügel kann in jeder Stellung angehalten werden und bietet damit ein breites Spektrum an Lüftungs- und Öffnungsszenarien.

Interaktionsmenü

Die Abbildung zeigt das Interaktionsmenü des AR-Abnahmetool.

Change Detection

Die Abbildung zeigt grafisch die Abweichungen zwischen BIM-Modell und Realität.

Remote-Expert-System

Die Abbildung zeigt das User Interface des Remote-Expert-Systems.

AR-Modell-Nutzersicht

Die Abbildung zeigt die Überlagerung des BIM-Modells mit der Realität.

Überlagerung des TGA-Modells

Die Abbildung zeigt die Überlagerung des AR-Modells mit der Realität aus Sicht des AR-Nutzers.

Lastverschiebepotential durch EMS

Dauerlinien für das erste Quartal (Heizbedarf) mit Bauteilaktivierung. Mit EMS (rechts) werden höhere Leistungen prinzipiell seltener gefordert. Da alle Leistung über der maximalen Leistung der Wärmepumpe von der teureren Fernwärme bereitgestellt werden muss, können damit die Kosten reduziert werden. Die blaue Fläche über der Heizbedarfskurve stellt Abwärme der Wärmepumpe dar, da auch im ersten Quartal ein Kühlbedarf auftritt, welcher über die Wärmepumpe / Kältemaschine bereitgestellt werden muss.

Simulation: Ausfall der Heizkreispumpe

Gegenüberstellung von einer Standardregelung und einem EMS, das von einem bevorstehenden Ausfall der Heizkreispumpe informiert ist. Das EMS heizt entsprechend vor, um einer Unterkühlung vorzubeugen. Dabei kommt es aber umgekehrt teilweise zu einer Überschreitung der Komfortgrenzen in die andere Richtung, d.h. einer geringfügigen Überhitzung, da die Zeitkonstanten entsprechend lange sind.

Abschlussworkshop ÖKO-OPT-AKTIV

Vortrag von Valentin Kaisermayer über die Ergebnisse aus dem Projekt ÖKO-OPT-AKTIV

Übergeordnete Struktur der Energiezentrale

Mögliche übergeordnete Struktur des Zusammenspiels von Gebäuderegelungen und der Regelung der Energiezentrale. Zum Einsatz kommen vorausschauende, optimierende Regelungen (z.B. model predictive control, MPC).

Multienergiesystem

Schematische Abbildung der in der Optimierung berücksichtigten Energiezentrale. Der Wärme- und Kühlbedarf können durch aktive Lastverschiebung beeinflusst werden. Das Ertragsprofil aus der Photovoltaik ergibt sich aus der solaren Einstrahlung.