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Aufbau einer Versuchseinrichtung und Messung zur Untersuchung der Vorgänge innerhalb einer Vollglasvitrine
(2024)
- Ziel war der Umbau einer Vollglasvitrine im Museumskontext. Im Untertischbereich wurde mit Hilfe von Sonderlösungen ein Umluftsystem und eine Kühleinheit errichtet. Nach dem Aufbau wurden verschiedene Messungen an der Kühleinheit und am Umluftsystem durchgeführt und dessen Funktionsfähigkeit zu testen.
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Die energetische und wirtschaftliche Bewertung von PVT-Anlagen sowie der Vergleich mit anderen Energiesystemen anhand der Untersuchung der Energieversorgung für ein Wohngebäude
(2024)
- In dieser Diplomarbeit wurde die Energieversorgung durch eine Wärmepumpenanlage mit PVT-Kollektoren als Wärmequellenanlage thematisiert, die solare Strahlung in nutzbare thermische und elektrische Energie umwandelt. Die Realisierung des Konzeptes erfolgte anhand der Untersuchungen der Energieversorgung eines Wohngebäudes. Das betrachtete Gebäude umfasst insgesamt 44 Wohneinheiten, eine Büroeinheit, eine Unterkellerung mit Tiefgarage, Abstellräumen und Technikräumen. Grundlage dieser Ausarbeitung war die Gebäudeheizlast und der GEG-Nachweis. Aus der Heizlastberechnung nach DIN EN/TS 12831-1 ging hervor, dass für das in Erlangen zu errichtende Wohngebäude eine Heizleistung von 77,4 kW notwendig ist, um die definierten Norminnentemperaturen sicherzustellen. Die energetischen Berechnungen ergaben, dass mit den angesetzten Heizsystemtemperaturen von 35/25°C für die Fußbodenheizung und 65/55°C für die statischen Heizflächen die Anforderungen für die Klassifizierung als Gebäude mit Effizienzhaus-Standard 40, nach der Bundesförderung für effiziente Gebäude – Klimafreundlicher Neubau, als erfüllt anzusehen sind. Die Warmwasserbereitung erfolgt über ein zentrales Frischwassersystem, um den maximalen hygienischen Standard zu realisieren. Aufgrund der Einstufung als Großanlage nach DVGW-Arbeitsblatt W-551 ist die Warmwasseraustrittstemperatur am Frischwassersystem von 60°C einzuhalten. Auf Grundlage der DIN 4708-2 für zentrale Wassererwärmungsanlagen erfolgte die Berechnung der Bedarfskennzahl, woraus der Wert von 31,52 resultierte. Der Ansatz für den Warmwasserbedarf wurde mit 50 Litern pro Person und Tag definiert. Basierend auf den Warmwasserberechnungen erfolgte die Wahl eines Frischwassersystems. Es wurde ein Frischwassermodul mit der Spitzenzapfleistung von 44,1 l/min und ein Pufferspeicher mit einem Volumen von 1500 Litern gewählt. Ein weiterer Bestandteil des Planungskonzeptes war die Deckung des unter Allgemeinstrom definierten Bedarfes elektrischer Energie, wofür sich ein rechnerischer Bedarf von 36.000 kWh/a ergab.
Unter Beachtung der örtlichen Gegebenheiten erfolgte die Dimensionierung des PVT-Kollektorfeldes mit der Maßgabe, den größtmöglichen Betrag solarer Strahlung umwandeln zu können. Aus dieser Planung ergab sich die Zahl von 68 PVT-Modulen. Aufgrund von Temperaturen unter 0°C wurde der Wärmeträger Sole gewählt.
Anhand des resultierenden Sole-Volumenstroms von 11.424 l/h erfolgte die Wahl einer Wärmepumpe. Planungsansatz war die Deckung von 50% der Heizlast, da bei der vorhandenen Größe der Wärmequellenanlage die vollständige Bereitstellung der Heizwärme ausgeschlossen war. Für den effizienten Wärmepumpenbetrieb sollte die Wärme für die Fußbodenheizung bereitgestellt werden. Die Wahl der Wärmepumpe fiel auf das Modell WPS 1052-AK der Firma M-TEC. Die Auslegung erfolgte für den Betriebspunkt B-12/W35 und ergab eine Leistung von 45 kW.
Anschließend wurde die Anlagensimulation mit dem Simulationsprogramm Polysun Designer durchgeführt. Als Ergebnis ging hervor, dass die Wärmepumpe den Jahresheizwärmebedarf des Gebäudes von 115 MWh bereitstellt. Dabei wurden die Norminnentemperaturen von 20°C nicht durchgängig sichergestellt, sodass eine Unterdeckung entstand, die über einen zweiten Wärmeerzeuger bereitzustellen war.
Für die zusätzlichen Heizsysteme wurden drei bivalente Systemvarianten untersucht: Pelletkessel, Gasbrennwertgerät und Fernwärmeheizung. Die Wärmeerzeuger wurden nach der restlichen Heizlast von 30 kW und dem Leistungszuschlag für die Warmwasserbereitung von 35 kW auf insgesamt 70 kW ausgelegt. Zusätzlich wurde der Brennstoffbedarf von 25.714,3 kg/a Pellets und für 16.514 m³/a Gas sowie der Energiebedarf von 167 MWh Fernwärme ermittelt.
Die Simulation ergab eine Leistungszahl von rund 5,4 und eine Jahresarbeitszahl von rund 5,2 für alle drei untersuchten Varianten. Weiterhin konnte durch die Einbindung solarer Energie der Brennstoffbedarf um etwa 25% reduziert werden.
Abschließend wurde die Wirtschaftlichkeitsbetrachtung der drei Varianten nach dem Annuitätsverfahren durchgeführt. Dafür waren die insgesamt entstehenden Kosten auf Grundlage von Herstellerangeboten separat nach den Untergruppen kapital-, bedarfs- und betriebsgebundener sowie emissionsbedingter Kosten ermittelt worden. Für die Energieträger wurden auf Grundlage von Preisentwicklungen der letzten Jahre spezifische Preissteigerungen angenommen. Aufgrund des integrierten PV-Systems sind zusätzlich Einnahmen durch eingespeiste elektrische Energie ermittelt worden. Das Berechnungsverfahren wurde exemplarisch an der Variante mit dem Gasbrennwertgerät dargestellt.
Die Berechnungen zeigten, dass alle drei Varianten aufgrund ähnlicher Bedarfe elektrischer Energie nur geringfügige Unterschiede in der Annuität der Erlöse und der Annuität bedarfsgebundener (elektrischer) Kosten aufweisen. Die Annuität kapitalgebundener Kosten war maßgeblich von den Investitionskosten beeinflusst, sodass die Pelletkesselanlage mit der höchsten Investition die höchste Annuität aufzeigte. Aus der CO2-Bepreisung gingen betriebsgebundene Kosten hervor, welche durch die separat aufgelistete emissionsbedingte Annuität dargestellt wurde. Das Gasbrennwertgerät emittierte den höchsten Betrag an CO2, was die höchste Annuität von 7.503,43 € ergab. Fernwärme mit 4.964,30 € und Pelletkessel mit 1.691,01 € zeigten wesentlich geringere emissionsbedingte Annuitäten. Den entscheidenden Einfluss hatte die Annuität bedarfsgebundener (thermischer) Kosten aufgrund der angenommenen Energiepreissteigerungen, sodass das Gasbrennwertgerät mit einer Gesamtannuität von -184.048,81€ die höchste Annuität und damit den unwirtschaftlichsten Betrieb ergab. Für die Variante Fernwärme errechnete sich mit -80.535,10€ eine deutlich bessere Gesamtannuität und für die Variante mit Pelletkessel die niedrigste Gesamtannuität mit -67.572,97€.
Der Vergleich der Wirtschaftlichkeit ließ die Schlussfolgerung zu, dass der Einsatz von Gasbrennwertgeräten zukünftig keinen wirtschaftlichen Betrieb einer Anlage ermöglicht, während Fernwärme und Pelletkessel als relevante Option bestehen. Aus wirtschaftlicher Sicht überwiegt der Pelletkessel gegenüber der Fernwärme aufgrund der geringeren Gesamtannuität. Aus technischer Sicht empfiehlt sich Fernwärme, da gegenüber den anderen Varianten für diese Variante kein Abgassystem und keine Brennstofflagerung notwendig ist.
Vielmehr zeigte der Einsatz einer PVT-basierten Wärmepumpenanlage, dass der Betrieb solcher Systeme realisierbar ist. Besonders in städtischen Gebieten, in denen die Möglichkeit der Geothermie-Wärmepumpen aufgrund der begrenzten Fläche nicht umsetzbar ist, bietet die Variante Wärmepumpe mit der Wärmequellenanlage PVT-Kollektoren eine interessante und wirtschaftliche Alternative für Bauherren. Außerdem werden Wärmepumpenanlagen dieser Art der gesetzlich verpflichtenden Nutzung erneuerbarer Energien gerecht und ebnen den Weg für die gesellschaftliche Herausforderung der Energiewende.
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Wirtschaftlichkeitsbetrachtung einer hydrothermalen Tiefengeothermiebohrung im Vergleich zu einer Geothermiebohrung mit 99m Bohrtiefe im Rahmen einer kommunalen Wärmeplanung mit Nahwärmenetz
(2024)
- Wirtschaftlichkeitsbetrachtung einer hydrothermalen Tiefengeothermiebohrung im Vergleich zu einer Geothermiebohrung mit 99m Bohrtiefe im Rahmen einer kommunalen Wärmeplanung mit Nahwärmenetz
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Rohrstatische Betrachtung von Doppelrohrsystemen
(2024)
- Diese Diplomarbeit befasst sich mit den Grundlagen von Doppelrohrsystemen sowie einer genaueren Betrachtung unter Aspekten der Rohrstatik.
Dabei geht sie auf deren Aufbau, Funktion und Anwendungsbereiche ein, Geht auf Vor- und Nachteile ein und stellt rohrstatische Probleme sowie Lösungsansätze für sie Dar.
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Chancen und Risiken beim Einbau von farbigen Gussasphalt
(2024)
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Technische Lösungsvarianten hinsichtlich des Einsatzes von Flusswärmepumpen mit Variantenvergleich und Betrachtung der Wirtschaftlichkeit der Systeme
(2024)
- Die Diplomarbeit untersucht technische Lösungsvarianten für den Einsatz von Flusswärmepumpen und vergleicht verdienen System hinsichtlich ihrer Wirtschaftlichkeit. Ziel ist es, die optimalen Bedingungen für den Einsatz der Hochtemperatur-Wärmepumpentechnologie zu identifizieren und deren und deren Potenzial aufzuzeigen.
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Die Evolution des stationären Automobilhandels: Subscription Modelle und Carsharing Mobilitätsangebote als neue Geschäftsfelder
(2024)
- Ziel:
Das Ziel der Bachelor-Thesis ist es, den stationären deutschen Automobilmarkt sowie die relevantesten Mobilitätskonzepte zu untersuchen. Anhand dessen soll eine Handlungsempfehlung zur Implementierung eines Konzeptes im Autohaus gegeben werden.
Methodik:
Zur Ermittlung des wirtschaftlich attraktivsten Konzeptes, wurden SWOT-Analysen durchgeführt. Außerdem wurden Experteninterviews durchgeführt, um valide Daten für die spätere Markt- und Wirtschaftlichkeitsanalyse vorliegend zu haben.
Ergebnisse:
Aus den Ergebnissen lassen sich Maßnahmen und Handlungsempfehlungen zur Implementierung eines neuen Geschäftsfeldes ableiten. Die Umstellung des Fuhrparkes auf das Mobilitätsunternehmen und die Implementierung des Carsharing-Modells reduziert Fuhrparkkosten, steigert die Auslastung und erhöht die Attraktivität des Unternehmens aus Kundensicht.
Schlussfolgerung:
Der bisherige Fuhrpark an Werkstattersatzfahrzeugen der Schneider Gruppe GmbH sollte auf das Mobilitätsunternehmen der Schneider Mobility GmbH umgestellt werden.
Schlüsselwörter:
Wirtschaftlichkeit, Kundenzufriedenheit
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Wirtschaftliche und energetische Betrachtung von Trinkwasseranlagen
(2024)
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Untersuchungen zum Tragverhalten einer scheitrechten Decke aus Natursteinmauerwerk
(2024)
- Aus Mauerwerk errichtete Deckenkonstruktionen sind meist in Form von Gewölben zu finden. Eine scheitrechte Decke aus Natursteinmauerwerk ist bisher wenig be-kannt und es liegen keine Daten zu deren Tragwirkung vor.
Das Ziel dieser Arbeit soll sein, die Deckenkonstruktion vorzustellen und die Geo-metrie der einzelnen Mauerwerkssteine zu beschreiben, sowie Erkenntnisse zum Tragverhalten der Decke zu gewinnen
Um das Tragverhalten zu analysieren und beschreiben zu können, wird unter Ver-wendung der Software ANSYS eine Nichtlineare Finite-Elemente Berechnung die-ser Deckenkonstruktion durchgeführt. Es wird dabei näher auf den Simulationspro-zess und die Entstehung des Berechnungsmodells eingegangen. Mit Hilfe der Be-rechnungsergebnisse werden unter anderem die Verformungen in Deckenmitte und am Auflager in Vertikaler und Horizontaler Richtung, sowie die am Auflager wirkenden Kräfte und die innerhalb der Decke auftretenden Spannungen ausge-wertet. Verglichen werden hierbei zwei unterschiedliche Auflagersituationen. In mehreren Berechnungsdurchläufen wurde bei gleichbleibender Belastung die Fe-dersteifigkeit in horizontaler Richtung am Auflager kontinuierlich verändert
Das Tragverhalten konnte im Rahmen der durchgeführten Berechnung beschrie-ben und ausgewertet werden. Eine weiterführende Forschung könnte die Modellie-rungstiefe des Berechnungsmodells um genauer definierte Materialeigenschaften in Bezug auf Steine und Mörtel ergänzen, sowie mit Hilfe genauerer Analyseein-stellungen die Grenzen des Systems in Bezug auf Tragfähigkeit und Ge-brauchstauglichkeit näher betrachten.
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Energetische Außenwandsanierung von denkmalgeschützten Gebäuden
(2024)
- GEG, Innendämmung
