Am 01.06.2016 wurde ein neuartiger Klimaversuchsraum an der TU Dresden offiziell in Betrieb genommen. ​Der Versuchsraum ist Bestandteil des Combined Energy Labs 2.0 und adressiert im Speziellen die Wärme- und Kälteübergabe in den Raum.

© Dr. Joachim Seifert

Mit der Inbetriebnahme ist es nun möglich die gesamte Bedarfskette von der Wärmeerzeugung, der Wärmeverteilung und der Wärmeübergabe zu analysieren. Zusätzlich sind die thermischen Versuchsstände (Erzeugung/ Verteilung/ Übergabe) an einen Niederspannungsemulator gekoppelt, mit dem ein variables elektrisches Netz erzeugt werden kann. Hierdurch ist es möglich, veränderte Lastbedingungen der dem Gebäude vorgelagerten energetischen Versorgungssysteme mit zu betrachten.

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Der Klimaversuchsraum als solches ist durch eine sehr flexible Konstruktion gekennzeichnet, welche in kurzer Zeit verändert werden kann. Von den technischen Parametern ist es möglich relative Luftfeuchten von 20% - 90% sowie Oberflächentemperaturen von 10°C bis 50°C zu realisieren. Gekoppelt ist der Raum an eine Klimaanlage, welche für die Frischluftversorgung eingesetzt werden kann und ebenfalls im genannten Temperaturbereich betrieben werden kann. Hinsichtlich der Luftführung im Raum können durch unterschiedliche Luftauslässe alle gängigen Lüftungsformen nachgestellt werden. Eine Besonderheit des Raumes mit den Abmessungen 4m x 5m x 2,5m ist, dass die Umfassungskonstruktion eine Eigenentwicklung der TU Dresden darstellt, die vertikal pro Meter in drei Segmente unterteilt ist und jeweils mittels eines Mikrorechners überwacht wird. Hierdurch ist es möglich unterschiedliche Oberflächentemperatur zu erzeugen. Durch die gewählte Konstruktion ist dies innerhalb weniger Minuten möglich. Sämtliche Versuchsstandskomponenten sind als Hardware in the Loop Konzept ausgeführt, wodurch es möglich ist, sie in eine komplexe Gebäude- und Anlagensimulation zu integrieren.

Aktuell werden mit dem Versuchsstand umfassende Analysen zur instationären thermischen Behaglichkeit durchgeführt. Hintergrund dieser Analysen ist, dass die bisher bekannte Behaglichkeitstheorie, die maßgeblich an der Technischen Universität von Kopenhagen entwickelt wurde, vorwiegend stationäre Aspekte berücksichtigt. Anlagentechnik wird jedoch zum heutigen Zeitpunkt fast ausschließlich intermittierende betrieben. Umfängliche, tiefgreifende Analysen zu Temperaturgradienten über dem Tagesverlauf sowie das empfinden von Temperatursprüngen durch den Menschen liegen zum heutigen Zeitpunkt nicht vor. Hier setzen die aktuellen Forschungsarbeiten der TU Dresden an, die sich als Grundlagenuntersuchungen verstehen. Aus den gewonnen Erkenntnissen, die durch Probandenbefragungen generiert werden, werden neu regelungstechnische Algorithmen für unterschiedliche Heiz- und Kühlsysteme entwickelt.

Der Versuchsstand als solcher kann und wird jedoch noch viel flexibler eingesetzt. Zu nennen sind hier Validierungsuntersuchungen zu numerischen Neuentwicklungen im Bereich der Gebäude- und Anlagensimulation sowie Fragestellungen zur Weiterentwicklung von lüftungstechnischen Konzepten im Bereich der „Personal-Ventilation“. Damit steht der TU Dresden ein hochmodernes Equipment für Ihre Forschungsarbeiten zur Verfügung, welches auch von der Industrie genutzt werden kann.

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Forschungsgruppenleiter an der Professur für Gebäudeenergietechnik und Wärmeversorgung

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Herr Priv.-Doz. Dr.-Ing. habil. Joachim Seifert

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Wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Professur für Gebäudeenergietechnik und Wärmeversorgung

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Lars Schinke

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