Prof. Dr.-Ing. habil. Bernd Glück

Klimaprozess Vergleichsprozesse der Klimatechnik

Prof. Dr. Bernd Glück - Klimaprozess

Das Buch
Vergleichsprozesse der Klimatechnik
Heidelberg: C. F. Müller 1998, ISBN 3-7880-7643-7
ist vergriffen und wird nicht mehr aufgelegt.

Inhalt und spezielle Anmerkungen:

1. Einleitung

2. Einordnung der Vergleichsprozesse der Klimatechnik

Der wichtigste Kreisprozess der Thermodynamik ist der CARNOT-Prozess. Hierarchisch unter diesem stehen aggregatspezifische Vergleichsprozesse, wie z. B. der JOULE-Prozess für Gasturbinenanlagen.
Vergleichsprozesse zur Luftaufbereitung existierten bisher nicht, sodass Verbesserungen der Regelung von Klimaanlagen nicht auf ihren tatsächlichen Qualitätsstand beurteilt werden konnten.
Während bei den Wärmekraftanlagen die Steigerung des Wirkungsgrades das Hauptziel darstellt, gibt es beim Klimaprozess mehrere sinnvolle Zielstellungen:
- minimaler Betriebskostenaufwand
- minimaler Energieaufwand
- minimale Umweltbelastung
- minimaler Exergieverlust.
Erschwerend sind beim Klimaprozess die zahlreichen Einflussfaktoren:
- Variantenvielfalt der Aggregatereihung
- vielseitige Anforderungen, z. B. Erwärmen, Befeuchten, Kühlen, Entfeuchten
- stark unterschiedliche, wetterabhängige Randbedingungen.

3. Optimierung des klimatechnischen Prozesses

Ausgehend vom Stand der Technik wird eine neue Optimierungsstrategie (dynamische Optimierung mit den Variablen Temperatur und Feuchte) mit einer variabel definierbaren Zielfunktion entwickelt.
Die Algorithmen für ein Optimierungsprogramm werden vorgestellt. Die Ermittlung der Luftzustände basieren auf dem Buch: Stoffwerte

Die Luftzustandsänderungen in den verschiedenen Aggregaten zur Luftbehandlung werden beispielhaft algorithmiert. Sie sind jederzeit noch weiter detaillierbar.

Beispiele demonstrieren die Anwendbarkeit. Hinweise zur erweiterten Anwendbarkeit des Verfahrens werden gegeben.

4. Einflussnahme der Komponentenmodellierung auf das Optimierungsergebnis

Näherungen, adaptive Modellanpassungen und genaue thermodynamische Modellierungen werden vorgestellt. Besondere Beachtung finden Wärmeübertragerschaltungen mit unterschiedlichen Gegenstromanteilen sowie die Modellierung eines Kreislaufverbundes zur Wärmerückgewinnung.

5. Einflussnahme unterschiedlicher Zielfunktionen und Aggregatebestückungen auf das Optimierungsergebnis

Beispielsweise wird die kalorische und exergetische Bewertung der Wärme demonstriert.

6. Vereinfachte Umsetzung der Optimierungsergebnisse

Ein spezieller Exkurs zeigt den Einsatz neuronaler Netze und seine derzeitigen Probleme bei der Nutzung. Weiterhin wird versucht, konventionelle Regelungen einzubeziehen. Vergleichende Betrachtungen erfolgen auf der Basis von Jahressimulationen. Die Kombination von Vergleichsprozess und konventioneller Regelungsstrategie erweist sich als sinnvoll.

7. Meteorologische Daten

Die Gegenüberstellung von Häufigkeiten der bekannten t,x-Korrelationen und der Testreferenzjahr-Daten zeigte Diskrepanzen. Sie sind durch die Neufassung der DIN 4710 jetzt geringer, aber nicht grundsätzlich beseitigt.

8. Schlussfolgerungen mit Extrapolation der Ergebnisse

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Downloads (kostenfrei)

Den gescannten Inhalt erhalten Sie im PDF-Format:
Klimaprozess (21,4 MB)

Weiterhin ist verfügbar das Rechenprogramm:

Klimaanlage_Optimierung zur Simulation eines optimalen Vergleichsprozesses gemäß der Beschreibung im oben vorgestellten Buch einschließlich der Visualisierung im Mollier-h,x-Diagramm.

Zum Test des Programms sind zahlreiche Beipiele mit detaillierter Beschreibung in der Bedienanleitung beigefügt.

Das Rechenprogramm und die Testbeispiele finden Sie als zip-Datei im Download "Klimaprozess".
Klimaprozess (0,8 MB)

Hinweise zur Programminstallation und Bedienanleitung:
Bedienanleitung_Klimaanlage (2,2 MB)