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Aufgabenstellung. Planung der versorgungs- und heizungstechnischen Ausstattung einer neu zu errichtenden Industriehalle unter ökologischen und ökonomischen Gesichtspunkten. Trinkwasser warm: 15 m³/d von 60 °C. Raumtemperatur: 18 °C. Demineralisiertes Wasser warm: 15 m³/d von 60 °C.
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Aufgabenstellung Planung der versorgungs- und heizungstechnischen Ausstattung einer neu zu errichtenden Industriehalle unter ökologischen und ökonomischen Gesichtspunkten.
Trinkwasser warm: 15 m³/d von 60 °C Raumtemperatur: 18 °C DemineralisiertesWasser warm: 15 m³/d von 60 °C LeistungsverzeichnisAusführungsunterlagen Auftrag
Das Unternehmen • Firmengründung: 1889 in Wuppertal • Filialeröffnung: 1900 in Mönchengladbach • Mitarbeiteranzahl: 20 • Geschäftsführer: Dr. Peter Hendricks Regina Padberg - Hendricks
Firmengelände Die rot schraffierten Umrisse verdeutlichen die bereits vorhandenen Gebäude. Die gelbe Fläche stellt die zu errichtende Multifunktionshalle dar.
Digitalisierung der Zeichnungen Vom Architekten erhielten wir die Grundrisse der Multifunktionshalle in Tuscheform, die wir zur Bearbeitung unserer Aufgabe benötigten. Die Digitalisierung der Grundrisse war für die spätere Bearbeitung von Nöten. Aus den gegebenen Ansichten, Schnitten und Draufsichten fertigten wir eine komplette dreidimensionale Darstellung der Multifunktionshalle.
31 m 8 m 25 m Multifunktionshalle A: 775 m² V: 6200 m³
Berechnung der Heizlast Mit dem Bauherrn wurde die Rauminnentemperatur der Halle auf 18 °C festgelegt. Die übrigen Gebäudedaten lieferten uns die zur Verfügung gestellten Architektenzeichnungen sowie das detaillierte Angebot eines Hallenbauers. Wir errechneten die Heizlast mittels des Programms C.A.T.S.. Hierzu wird der Grundriss in das Programm eingelesen und den einzelnen Räumen werden die Parameter U-Wert und Himmelsrichtung zugewiesen. Daraufhin ermittelt das Programm, basierend auf der DIN EN 12831, die Heizlast der einzelnen Räume und gibt eine genaue Gesamtheizlast aus. Für unser Projekt ermittelten wir eine Norm-Gebäudeheizlast von 53 kW. Das entspricht ungefähr einer Heizlast von 65 W/m².
6 kW 6 kW 4 kW 7 kW 19 kW 6 kW 5 kW Heizlast 53 kW
Auswahl eines Wärmeerzeugers Die geplante Multifunktionshalle wird zur Lagerung von Rohstoffen und zur Herstellung von Chemikalien verwendet, wodurch eine Beheizung im Winter notwendig ist. Wir untersuchten verschiedene Möglichkeiten der Hallenbeheizung von denen zwei Systeme direkt ausgeschlossen wurden: • Niedertemperatur- Ölkessel • Luft- Wasser Wärmepumpe • Sole- Wasser Wärmepumpe • Gas- Brennwertgerät
Auswahl eines Wärmeüberträgers Zur direkten Beheizung der Halle sollten Wärmeüberträger eingesetzt werden, die eine möglichst gleichmäßige Wärmeverteilung innerhalb der Halle gewährleisten und unterschiedliche Temperaturschichtungen vermeiden. Betrachtet haben wir daraufhin die nachfolgend genannten Wärmeüberträger von denen auch wiederum ein System ausgeschlossen wurde: • Lufterhitzer • Fußbodenheizung • Deckenstrahlplatten
Betrachtete Konzepte Zur Erwärmung der Halle betrachteten wir folgende Konzepte: 79300 € 34300 € 39500 € 3200 € 5600 € 4970 € WP Wärmepumpe FBH Fußbodenheizung Gas Gas- Brennwertgerät DSP Deckenstrahlplatten
Kosten Wir verglichen die ermittelten Kosten auf graphische Weise in dem wir das nebenstehende Amortisationsdiagramm erstellten. Dieses Diagramm verdeutlicht die einzelnen Amortisationszeiten. 8 a 18,5 a 22,5 a
CO2- Emissionen Da Umweltschutz bedingt durch den Klimawandel in der heutigen Zeit immer wichtiger wird, haben wir die jeweiligen Wärmeerzeuger auch unter ökologischen Gesichtspunkten betrachtet. • Gas- Brennwerttechnik • 1 kWh Wärmeenergie aus Erdgas E erzeugt 0,188 kg CO2 Strom • 1 kWh Strom (Kraftwerk) erzeugt 0,52 kg CO2 Wärmepumpe • 1 kWh Wärmeenergie (e=4,4) erzeugt 0,12 kg CO2
Entscheidung Wärmeerzeuger • Gas- Brennwertgerät • Niedrige Investitionskosten • Niedrige Jahresbetriebskosten • Umweltfreundlich • Technisch problemlose Trinkwassererwärmung
Entscheidung Wärmeüberträger Deckenstrahlplatten • Hohe Behaglichkeit Absenkung der Raumtemperatur um 3 K • geringe Luftbewegungen, keine Staubaufwirbelung • keine Geräuschentwicklung • kein Platzbedarf an Wänden und Böden • geringer Energiebedarf
4 2 3 1 Vereinfachtes Funktionsschema • Heizkreise: • Heizkörper • Deckenstrahlplatten • Demineralisiertes Wasser • Trinkwassererwärmung
Heizflächen Die grundlegende Wirkungsweise von Deckenstrahlheizplatten besteht darin, dass die Heizleistung zu ca. 65% aus Wärmestrahlung besteht. Wie es der Name schon sagt, erfolgt der Wärmetransport durch Strahlung, also durch elektromagnetische Wellen.Da die Luft nahezu keine Wärmestrahlung absorbiert, werden die angestrahlten Flächen wie der Fußboden, die Einrichtungsgegenstände und der untere Bereich der Außenwände aufgeheizt. Die Oberflächentemperatur dieser Flächen steigt bis zu 3 K über Raumniveau und führt zur Erwärmung der Luft.
DemineralisiertesWasser warm: 15 m³/d von 60 °C warm Fabrikat: REMEHATyp: Quadro HFS 750Nenninhalt: 750 lDauerleistung: 160 kWDauerleistung (DQ=50K): 2750 l/h HV Speicherinhalt: Heizungswasser WT- Inhalt: Frischwasser kalt HR Erwärmung demineral. Wasser Pufferspeicher
1 3 Trinkwassererwärmung warm H-Vorlauf H-Rücklauf Zirkulation 2 kalt
Zeichnungen Funktionsschema
Zeichnungen Grundriss
Trinkwasser warm: 15 m³/d von 60 °C Raumtemperatur: 18 °C DemineralisiertesWasser warm: 15 m³/d von 60 °C LeistungsverzeichnisAusführungsunterlagen Fazit
