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Untersuchungen hinsichtlich des Einflusses von PCM auf die Raumlufttemperatur

Impact of PCM on indoor temperatures

  • Das Ziel der vorliegenden Diplomarbeit war es, „Untersuchungen hinsichtlich des Einflusses von Phase Change Materials auf die Raumlufttemperatur“ durchzuführen und anschließend die Ergebnisse auszuwerten. Dabei galt es, thermodynamische Grundlagen zu erläutern sowie den derzeitigen Stand der Forschung darzulegen. Dies wurde umfassend bearbeitet, allerdings kann hierbei aufgrund des Umfangs und derDas Ziel der vorliegenden Diplomarbeit war es, „Untersuchungen hinsichtlich des Einflusses von Phase Change Materials auf die Raumlufttemperatur“ durchzuführen und anschließend die Ergebnisse auszuwerten. Dabei galt es, thermodynamische Grundlagen zu erläutern sowie den derzeitigen Stand der Forschung darzulegen. Dies wurde umfassend bearbeitet, allerdings kann hierbei aufgrund des Umfangs und der Vielfalt im Bereich der internationalen PCM-Forschung kein Anspruch auf Vollständigkeit erhoben werden. Ein Hauptteil dieser Arbeit bestand darin, den Versuchsaufbau der Referenzräume im Eiermann-Bau in Apolda als Grundlage für spätere Messungen detailliert zu beschreiben. Dabei wurde auf die gesamte Messanlage, die eingebrachten PCM sowie auf daraus resultierende physikalische Kenngrößen ausführlich eingegangen. Es galt, geometrische, chemische und physikalische Einflüsse einzuschätzen, aber auch Schwachstellen aufzudecken, um die später folgenden Messreihen exakt auswerten zu können. Als kritisch einzuschätzende Größe fiel dabei besonders das eingebrachte Salzgemisch auf, welches hinsichtlich des Schmelz- und Kristallisationsbereiches als kaum beurteilbar auffiel. Dies konnte auch nach mehreren Untersuchungen, hier ist insbesondere die dynamische Differenzkalorimetrie zu nennen, nicht hinreichend geklärt werden. Basierend auf diesen Erkenntnissen wurden vergleichende Messreihen durchgeführt, welche durch verschiedene Luftwechselraten gestaltet wurden. Im Maximum konnte dabei im PCM-konditionierten Raum eine Reduktion der Temperatur um 6 K erreicht werden. Dabei muss allerdings berücksichtigt werden, dass diese Differenz größtenteils auf die thermische Masse des Salzgemischs zurückgeführt werden kann. Eine abschließende Messung ohne Salzgemisch zeigte, dass aufgrund des latenten Wärmespeichervermögens des PCM-Putzes lediglich eine thermische Differenz von 2 K erreicht werden kann. Hinsichtlich der Luftwechselrate ist anzumerken, dass die erwartete, vergleichsweise zügige Auskühlung trotz Lüftung in der Praxis nicht nachvollzogen werden konnte. Zur Auswertung der gewonnenen Messwerte galt es, das am Lehrstuhl Bauphysik vorhandene mathematische Minimalmodell auf die am Objekt vorhandenen Randbedingungen anzupassen. Aus den Datenwolken der Atmosphärentemperatur sowie der Globalstrahlung mussten Funktionen approximiert werden, da diese äußeren Zwänge einen entscheidenden Einfluss auf den Verlauf der Innenraumtemperatur ausüben. Die Ergebnisse der Berechungen des Temperaturverlaufs können als zufrieden stellend betrachtet werden, jedoch wurde deutlich, dass ein genaues Nachstellen nicht möglich ist. Dies ist vor allem auf die Tatsache zurückzuführen, dass das Minimalmodell lediglich eine Beschreibung der wesentlichen Prozesse mathematisch abbildet. Eine kritische Auseinandersetzung hinsichtlich allgemeiner Standpunkte als auch der Anwendbarkeit auf die Referenzräume wurde abschließend diskutiert.show moreshow less

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Metadaten
Document Type:Master's Thesis
Author: Conrad Völker
DOI (Cite-Link):https://doi.org/10.25643/bauhaus-universitaet.663Cite-Link
URN (Cite-Link):https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-6639Cite-Link
Language:German
Date of Publication (online):2005/08/16
Year of first Publication:2005
Release Date:2005/08/16
Publishing Institution:Bauhaus-Universität Weimar
Granting Institution:Bauhaus-Universität Weimar, Fakultät Bauingenieurwesen
Institutes:Fakultät Bauingenieurwesen / Professur Bauphysik
Tag:PCM; Phase Change Materials
GND Keyword:Latentwärmespeicher; Raumlufttemperatur
Dewey Decimal Classification:600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 620 Ingenieurwissenschaften / 620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
BKL-Classification:56 Bauwesen / 56.55 Bauphysik, Bautenschutz
Licence (German):License Logo Copyright All Rights Reserved
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