Übersicht
PCM express ist ein Planungs- und Simulationsprogramms für Gebäude mit Phasenwechselmaterialien (PCM). Es soll Architekten und Planer bei der Planung unterstützen, indem es eine gesicherte Entscheidungsfindung für die Dimensionierung des Systems ermöglicht und somit die Markteinführung von PCM beschleunigt.
Hierzu ermöglicht PCM express den Anwendern auf einfache Art und Weise, ein PCM-System zu definieren. Dieses umfasst den Einsatz von PCM bei den Wandaufbauten genauso wie Veränderungen an der zugehörigen Haustechnik. Hierbei soll insbesondere der Low-Exergie-Ansatz in Form von aktivierten Bauteilen (Flächenheizung, Kühlflächen) und energiesparenden Kühltechniken unterstützt werden. Der Einsatz von PCM lässt sich je nach Gegebenheiten durch erhöhten Komfort (Privathäuser mit Wellness-Ansprüchen) oder durch eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung (Bürogebäude) begründen. Beide Strategien werden vom Programm durch eine entsprechende Nutzerführung, vordefinierten Nutzungsprofilen sowie mit angepassten Ergebnispräsentationen unterstützt.
Entstehungsgeschichte
Das Programm PCM express ist im Zusammenhang mit dem Forschungsvorhaben „Entwicklung eines benutzerfreundlichen Planung- und Simulationsprogramms im Verbundprojekt ‚Aktive PCM-Speichersysteme für Gebäude PCM-Aktiv’“, welches wir in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE in Freiburg und Industriepartnern durchgeführt haben, entstanden. Wir danken dem BMWi, das uns die Ausführung der Arbeiten ermöglichte und unter den FKZ 0327370S und 0327370F-K förderte sowie dem Projektträger Jülich für die Begleitung.
Systemvoraussetzungen
PCM deutsch
- Internetzugang
- Prozessor: 1,5 GHz Pentium PC
- Arbeitsspeicher: 512 MB
- freier Festplattenspeicher: 50 MB
- Monitorauflösung: mind. 1.024 x 768 Pixel
- Betriebssysteme: Windows 2000, Windows XP, Windows Vista, Windows 7 (außer 64-Bit-Systeme)
- Grafik: 64 MB
Programmdetails
Durch den Einsatz von PCM kann die Überhitzung eines Raumes für einen Tag abgemildert oder verhindert werden. Es findet eine Verschiebung der Kühllast von den hohen Tagestemperaturen in die Nachtzeiten mit einer Verringerung der Spitzenleistung der Kälterzeuger statt. Dies ermöglicht den Einsatz Kühlsysteme auf Basis natürlicher Wärmesenken (Nachtluft, Erdreich).
Für die Regenerierung des PCM stehen verschiedene Möglichkeiten zur Auswahl. Manuelle Fensterlüftung durch die Nutzer, automatisierte Sommernachtlüftung im Falle einer vorhandenen Lüftungsanlage oder Kühlung der PCM-Schichten durch in die Schichten eingebrachte mit Kühlwasser versorgte Matten (Flächenaktivierung).
PCM express verfügt über einen komponentenorientierten Rechenkern mit Zeitschritten kleiner als sechs Minuten. Das Programm umfasst europaweite Klimadatensätze für Einstrahlung und Temperatur in stündlicher Auflösung, die für Heizung, Kühlung sowie die Raummodelle ausgewertet werden. Kälte kann über gekühlte Zuluft und über Kühlflächen eingebracht werden. Mögliche Erzeuger: Kompressionskälte, Erdsonden, Erdkollektoren sowie Rückkühlwerke. Geheizt werden kann mit Heizkörpern und Flächenheizungen.
Bis zu drei Räume können zu einem Verbund zusammengefasst werden. Zwischen diesen Räumen findet ein Wärmeaustausch über die Wände statt. Bei den Räumen werden die Raumgeometrie sowie die inneren Gewinne und der Luftwechsel abgefragt. Bei den Wänden wählt man einen Wandaufbau und definiert die Fenster. Für das PCM-System können die Wandaufbauten eigenständig definiert werden, d.h. die Wandaufbauten können sich in Baustoffen und Flächenaktivierung unterscheiden. Die Räume und die Schichten der Wandaufbauten werden in einem Knotenmodell abgebildet. Für die PCM-Schichten werden temperaturabhängige Kennlinien für die Kapazität verwendet (gemäß RAL-Gütezeichen für PCM).
Die Algorithmen der vergleichenden Wirtschaftlichkeitsberechnung basieren auf den Vorgaben der VDI 2067. Ziel der Wirtschaftlichkeitsbetrachtung ist, die Mehrkosten bei den Investitionen eines PCM-Systems gegenüber dem Referenzsystem durch geringere Betriebs- und verbrauchsgebundene Kosten zu rechtfertigen.
Als Ergebnispräsentation werden Projektberichte für den Kunden und für den Planer sowie aussagekräftige Grafiken zum Vergleich der Systeme angeboten:
- Operative Raumtemperaturen aufgetragen über der gleitenden Außentemperatur gemäß EN 15251
- Häufigkeitsverteilung der Raumtemperaturen
- Tagesverläufe mit größten PCM-Effekten
- Heiz- und Kühlenergien
- plakative Bewertungen zur Wirtschaftlichkeitsberechnung
- Bericht zur Kundenpräsentation mit zentralen Eingaben und Ergebnissen
- Bericht zur sachlichen Dokumentation aller Vorgaben und Ergebnis
Programm-Screenshots
