Im zweiten Schritt wird das Erdreich definiert, das den L-EWT umgibt. Üblicherweise sind aber die Erdreicheigenschaften nicht genau bekannt, insbesondere nicht in einem frühen Planungsstadium. Außerdem unterliegen sie jahreszeitlichen Schwankungen, ändern sich innerhalb kurzer Distanzen und werden durch den Betrieb des L-EWT beeinflusst. Anstatt in GAEA dieses komplexe und schwer vorhersagbare Verhalten zu modellieren, wird im Menü "Erdreich / Erde" zunächst überschlägig aus einer Liste die Bodenart ausgewählt. GAEA erlaubt durch sein schnelles Berechnungsverfahren dann das Durchführen von Parametervariationen. Ausgehend vom angenommenen Erdreich werden mehrere Berechnungen mit veränderter Erddichte, -wärmekapazität und -wärmeleitfähigkeit durchgeführt, um so den besten und schlechtesten Auslegungsfall für den Betrieb des L-EWT einzugrenzen. (Bei Kenntnis der relevanten Materialdaten des Bodens kann eine genaue Eingabe dieser Werte erfolgen.)
Heiz- und Kühllasten von Gebäuden und damit der Betrieb eines L-EWT hängen von den in situ Klimabedingungen ab. Im dritten Schritt wählt man also eine repräsentative Klimasituation für die Berechnung. Am einfachsten geschieht dies durch Anklicken einer Klimaregion auf der Deutschlandkarte oder durch Angabe einer Postleitzahl. Falls Messdaten der Umgebungslufttemperatur für einen Standort vorhanden sind, können diese direkt als Eingabe für die Berechnung verwendet werden. Schließlich – hauptsächlich für Testzwecke – kann ein sinusförmiger Temperaturverlauf als Klimamodell gewählt werden.
|
Abbildung 2: |
|
Der vierte Schritt bei der Arbeit mit GAEA zur Berechnung von L-EWT ist die Angabe der Anforderungen zur Heizung, Lüftung und Klimatisierung. Der Frischluftbedarf kann anhand des Gebäudevolumens und der erforderlichen Luftwechselzahl für die künstliche Belüftung oder als Volumenstrom eingestellt oder aus einer Datei gemäß simulierten oder gemessenen Daten übernommen werden. GAEA berechnet dann das Strömungsverhalten im Rohrsystem (mittlere Strömungsgeschwindigkeit, Reynoldszahl, Druckabfall und Wärmeübergangszahl) und den elektrischen Energiebedarf eines Ventilators für den Lufttransport durch den L-EWT.
Zur wirtschaftlichen Beurteilung des L-EWT werden im fünften Schritt Kosten des L-EWT – z.B. für Rohre und die Rohrverlegung – sowie wirtschaftliche Rahmenbedingungen – nämlich Inflationsrate und Energiekosten – angegeben. Die Energieeinsparung, die mit einem L-EWT erzielt werden kann, muss unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten mit anderen Energieeinsparungsmaßnahmen konkurrieren. GAEA berechnet den internen Zinssatz und die Amortisationszeit und stellt damit die ökonomischen Daten zur Verfügung, die für einen Vergleich von Energiesparmaßnahmen nötig sind.
GAEA steht als kostenlose Demoversion hier im WWW für Sie zur Verfügung! Die Systemvoraussetzungen für GAEA sind minimal.
GAEA: Programmbeschreibung