Arbeitspaket 5: Effizienzanalyse des optimierten energetischen Gesamtsystems aus Gebäude, Haustechnik und geothermischer Versorgung

Neuigkeiten

Auf Grundlage der Softwareschnittstelle konnten umfangreiche gekoppelte Simulationen durchgeführt werden. Unter anderem wurde ein Vergleich verschiedener Untergrundsimulationen mit unterschiedlichen Informationsgrundlagen erarbeitet. Dabei konnte gezeigt werden, dass Gebäude- und Haustechniksimulationen einen deutlichen Mehrwert für den Informationsgehalt der Simulationsergebnisse im Vergleich zur in Deutschland gängigen Praxis bieten, bei der häufig mit einem einzelnen Jahresenergiewert gerechnet wird, der konstant auf die jeweiligen Monate verteilt wird (siehe 1. Diagramm). Im Vergleich dazu wurden Modelica-Modelle vor der Untergrundsimulation durchgeführt, deren Ergebnisse anschließend als Randbedingung in OpenGeoSys verwendet wurden. Einerseits wurde dabei lediglich das Gebäude simuliert (2. Diagramm), andererseits zusätzlich die Anlagentechnik (3. Diagramm). Das vierte Diagramm zeigt die Ergebnisse der gekoppelten Simulation, die die dynamischen Wärmebedarfsprozesse der Gebäude- und Anlagentechnik am detailliertesten darstellt.
Die Ergebnisse werden aktuell aufbereitet, um in einem Journal-Artikel veröffentlicht zu werden.

Fluidtemperaturen Simulationsszenarien Fluidtemperaturen (Vor- und Rücklauf der Sonden) mit verschiedenen Simulationsszenarien

Die grundlegende Funktionalität der Softwareschnittstelle über eine Server-Client-Verbindung wurde bereits in den Neuigkeiten von AP1 (Juni 2021) beschrieben. Diese Schnittstelle wurde seitdem für die Kopplung zwischen der Gebäude- und Haustechniksimulation mittels Modelica und der Untergrundsimulation mit OpenGeoSys angepasst. Die Abbildung zeigt das Zusammenspiel der beiden Programme. Der linke Teil beschreibt das Untergrundmodell mit den Erdwärmesonden (BHE). Auf der rechten Seite ist das Gebäude- und Haustechnikmodell bestehend aus Wärmepumpe (HP), Wärmespeicher (HS), Plattenwärmeübertrager (PHE) und dem Gebäude, abstrahiert durch ein Fußbodenheizungsmodell, abgebildet. Die Softwareschnittstelle setzt zwischen den beiden Teilsystemen an und überträgt die zwischenzeitlichen Simulationsergebnisse während der Laufzeit an das jeweils andere System.

Methodik Softwareschnittstelle Schematische Darstellung der Methodik der Softwareschnittstelle