Masterarbeit Johannes Steinbüchel

 

Automatisierte Generierung von hydraulisch abgeglichenen Heizungsrohrnetzen für gebäudeenergetische Simulationen in Modelica

Masterarbeit Steinbüchel Urheberrecht: EBC Erstellung von Heizungsrohrnetzen mittels des Modelica Network Generators (MoNetGen)

Die Modellierung von hydraulisch abgeglichenen Heizungsrohrnetzen in Modelica für gebäudeenergetische Simulationen ist zeitintensiv und fehleranfällig.

Diese Arbeit präsentiert ein Python-basiertes Werkzeug mit grafischer Benutzeroberfläche (GUI) zur teilautomatisierten Erzeugung von hydraulisch abgeglichenen Heizungsrohrnetzen. Mit Geschossplänen, den Auslegungsheizlasten der einzelnen Räume und Herstellerdaten bezüglich der verwendeten Rohre als Eingabe erstellt der Anwender ein Netz aus Knoten und Kanten. Der Modelica Network Generator (MoNetGen) bietet die Möglichkeit, sowohl ein Heizkörpernetz als auch ein Fußbodenheizungsnetz zu generieren. Das erstellte Layout wird in ein Netzwerk von Rohr-, Widerstands- und Heizkörper-Komponentenklassen umgewandelt, die in der GUI parametrisiert werden.

Nach anschließendem automatischen hydraulischem Abgleich und der Eingabe von Ventilauthoritäten wird ein Paket mit den kompletten Hydraulik- und Wärmeübertragungsmodellen des Gebäudes erzeugt.

Simulationen in verschiedenen Fallbeispielen zeigen, dass die generierten Modelle eine homogene Wärmeverteilung innerhalb des Gebäudes sicherstellen können. Die Genauigkeit hinsichtlich der nominellen Massenströme und der Rücklauftemperaturen verbessert sich um das Zehnfache.