Programm Dokumentation/Kühlung

Die Kühlung rechnet den Kältebedarf gekühlter Gebäude Stunde für Stunde mit dem Gebäudemodell nach VDI 6007 und führt ihn als eigenen Bedarfskanal Kühlung neben Heizung, Brauchwasser und Prozesswärme. Wärme und Kälte werden nicht gegeneinander verrechnet: Der Kältebedarf hat eigene Kennzahlen, ein eigenes Bild und eine eigene Zeile in der Kanalübersicht.

Der Kältebedarf ist sensible Kälte ohne Entfeuchtung: Feuchte und latente Last sind nicht enthalten — der Kältebedarf einer Anlage mit Entfeuchtung liegt darüber. Dieser Satz steht in EPOS-Plan neben jeder Kältezahl, im Bericht und im Export.

Was Kühllast, Kälteerzeugung und die Leistungszahl EER bedeuten, erklärt Grundlagen/Kühlung; hier steht, wie EPOS-Plan die Kühlung einbindet und rechnet.

Einbindung in EPOS-Plan

Die Kühlung hat zwei Seiten: den Kältebedarf eines Gebäudes und den Kälteerzeuger, eine Wärmepumpe im Kühlbetrieb oder eine Kältemaschine. In der Reihenfolge der Bedienung (hier für die Wärmepumpe):

Gebäude – Gebäudedialog, Reiter Gebäude und Hülle, Gruppe Kühlung: Gebäude wird gekühlt, bei Bedarf Kühlleistungsgrenze; den Kühlsollwert trägt der Reiter Konditionierung in der Spalte Kühlen, Zeile Tag (Eingaben). Kältebedarf entsteht nur auf dem Rechenweg nach VDI 6007 oder aus einem Lastgang im Kanal Kühlung.
Gerät – Eine Wärmepumpe deckt Kälte nur mit Kühlkennlinie: Kälteleistung und EER je Kühl-Vorlauf über der Außen- bzw. Quellentemperatur. Sie kommt mit dem Herstellerdaten-Import nach VDI 3805 in den Katalog und mit dem Gerät ins Projekt. Im Wärmepumpen-Katalog zeigt nur mit Kühlfunktion die Geräte mit Kühlleistung.
Kühlbetrieb – Konfiguration… der Wärmepumpe, Gruppe Kühlbetrieb (Kühlbetrieb der Wärmepumpe).
Simulation Konfiguration (Startseite, Reiter Simulation, Knopf Simulation Konfiguration...; ebenso Menü Projekt → Simulation…) – die Wärmepumpe unter Komponenten der Simulation in die Kaskade aufnehmen, sonst kühlt sie nicht, und im Block Weitere Einstellungen Kühlung rechnen einschalten.
Kühlübergabe (wahlweise) – Mit Anlagenkopplung Heizkreis (AK1) und Kühlübergabe rechnen (statt idealer Kühlung) am Gebäude rechnet EPOS-Plan Kühldecke, Flächenkühlung oder Gebläsekonvektor mit festem Kaltwasser-Vorlauf, mit mehreren Zonen je Zone (Gebäudemodell); auf der Stufe geschlossener Kreis (AK3) gleitet der Vorlauf wahlweise mit der Kühlkurve.

Ein Tag mit Kühlung in EPOS-Plan

Heiztag – der Heizbedarf des Tages überwiegt:

Außenluft
Wärmequelle

Wärmepumpe A
heizt

Kessel 1
nachrangig

Heizwärme

Pufferspeicher
Heizkanal

Gebäude

Kühltag – der Kältebedarf des Tages überwiegt:

Wärmepumpe A
kühlt

Abwärme

Außenluft
Rückkühlung

Kälte, ohne Speicher

Gebäude

Kessel 1
heizt am Kühltag

Heizwärme des Tages

Gebäude

Prinzipbild. Die Betriebsart gilt je Tag für den Heizkanal der Wärmepumpe; Brauchwasser bleibt an beiden Tagen bedienbar. Am Kühltag lädt sie keinen Pufferspeicher des Heizkanals, und kein Speicher nimmt Kälte auf.

Beispiel

Anlage D – Bürogebäude, 2 000 m²: Heizlast 90 kW, Kühllast 80 kW, Flächenheizung 40/30 °C, Kühldecken 16/19 °C; reversible Luft-Wasser-Wärmepumpe A mit 100 kW, Kessel 1 mit 60 kW, Speicher 1 (Pufferspeicher, 1 500 l), Photovoltaik 60 kWp, Strombedarf 120 MWh/a. Die Kühlkennlinie führt die Kühl-Vorläufe 7 und 18 °C, der höchste Heizsollwert ist 21 °C.

Dialog	Feld	Wert	Warum
Gebäudedialog, Gruppe Kühlung	Gebäude wird gekühlt	an	sonst läuft das Büro frei, und die Spalte Kühlen der Konditionierung bleibt gesperrt
Gebäudedialog, Gruppe Kühlung	Kühlleistungsgrenze	80 kW	die Kühllast
Gebäudedialog, Reiter Konditionierung	Spalte Kühlen, Zeile Tag	26 °C	der Kühlsollwert, mehr als 1 K über dem höchsten Heizsollwert; ohne weitere Zeile der Spalte und ohne Kühlkalender gilt er in jeder Stunde
Gebäudedialog, Abschnitt Kühlübergabe	Kühlübergabe rechnen (statt idealer Kühlung)	an	Kühldecken statt idealer Kühlung
	Kühlübergabeart	Kühldecke	Vorgaben 16/19 °C und Vorlaufgrenze 16 °C passen, diese Felder bleiben leer
	Nennleistung der Kühlübergabe	80 kW	leer käme sie aus dem Auslegungstag
Wärmepumpen-Katalog	nur mit Kühlfunktion	an	ein Gerät mit Kühlkennlinie wählen
Konfiguration…, Gruppe Kühlbetrieb	Maschine auch zum Kühlen benutzen	an	Wärmepumpe A wird Kälteerzeuger
	Kühl-Vorlauf	18 °C	Stützstelle nahe 16 °C, bessere Leistungszahl als 7 °C
	Hilfsstromanteil	5 %	Pumpen und Ventilatoren des Kältekreises
Simulation Konfiguration	Komponenten der Simulation	Wärmepumpe A vor Kessel 1	nur in der Kaskade kühlt sie; die Vorwahl einer neuen Kaskade stellt die Wärmepumpe schon vor den Kessel
	Kühlung rechnen	an	projektweiter Schalter
	Anlagenkopplung	Heizkreis (AK1)	sonst ruht die Kühlübergabe

Was zu erwarten ist. Gekühlt wird an Tagen, deren Kältebedarf den Heizbedarf übersteigt, vor allem von Juni bis August; einen Heizbedarf dieser Tage deckt Kessel 1. Mit 18 °C Vorlauf erreichen die Kühldecken bei 26 °C Raumluft überschlägig drei Viertel ihrer Nennleistung, in heißen Stunden wird es etwas wärmer. Kälte an Heiztagen der Übergangszeit bleibt ungedeckt. Nachzusehen unter Wärmebedarf Gebäude, Abschnitt Kältebedarf (Kacheln Kühlvorlauf / Kühlrücklauf und Stunden mit begrenzter Kühlübergabe), im Laufprotokoll (Kälteerzeugung, ungedeckte Kälte nach Heiz- und Kühltagen, Tagesbetriebsart) und in der Übersicht des Simulationsergebnisses, Block Kältedeckung (Ergebnisse).

Variante C – Einfamilienhaus mit Fußbodenkühlung: Sole-Wasser-Wärmepumpe A mit 6 kW an einer Erdwärmesonde, Fußbodenheizung 35/28 °C, 3 kW Kühlung. Anders als in D: Kühlleistungsgrenze und Nennleistung der Kühlübergabe je 3 kW, Kühlübergabeart Flächenkühlung. Ohne zweiten Wärmeerzeuger bleibt ein Heizbedarf an Kühltagen offen. Die Sonde hat im Modell eine feste Quelltemperatur, die das Kühlen nicht anhebt; gerechnet wird Kühlen mit Verdichter und dem EER der Kennlinie.

Variante D mit Bürozeiten: In der Karte Kühlen unter der Matrix die Vorlage Büro wählen und Übernehmen. Sie setzt Tag 26 °C und aus für die Nacht von 18 bis 7 Uhr, für Wochenende und Ferien, bringt die bundeseinheitlichen Feiertage wie Sonntag mit und legt den Kühlkalender an. Gekühlt wird dann werktags von 7 bis 18 Uhr außerhalb der Ferienzeiträume und Feiertage; in den übrigen Stunden läuft das Büro nach oben frei und hat keinen Kältebedarf.

Zusammenspiel mit anderen Technologien

Kälte deckt allein die Wärmepumpe im Kühlbetrieb, doch die Kühlung wirkt auf Wärme- und Stromseite.

Technik	Wirkung der Kühlung	Wirkung auf die Kühlung	So rechnet EPOS-Plan
Gebäude	hält den Kühlsollwert der Stunde, soweit die Leistung reicht	Hülle, Gewinne, Sommerlüftung und Nachtauskühlung bestimmen die Kühllast	Kühllast je Stunde nach VDI 6007; Sommerlüftung und Nachtauskühlung öffnen 3 K unter dem Kühlsollwert der Stunde, in Stunden ohne Kühlung ab 23 °C
Wärmepumpe (Heizen)	am Kühltag Heizkanal gesperrt, Heizstab nur für Brauchwasser	am Heiztag keine Kälte; Brauchwasser und Sperrzeit kürzen die Stunde	Kühltag, wenn der Kältebedarf des Tages im Projekt den Heizbedarf übersteigt; Kälte in eigenen Reihen, die Jahresarbeitszahl der Wärme bleibt ohne sie
Kessel	deckt den Heizbedarf der Kühltage	deckt keine Kälte	das Laufprotokoll nennt den Heizbedarf der Kühltage und seinen offenen Rest
Pufferspeicher	lädt die Wärmepumpe am Kühltag nicht, wenn er den Heizkanal bedient	als Wärmequelle sperrt er den Kühlbetrieb	mit der Nutzung Kälte ein Kältespeicher
Photovoltaik, Stromspeicher	mehr Eigenverbrauch im Sommer	Eigenstrom deckt Kältestrom mit	$Kältestrom = Kälte / E E R \cdot (1 + Hilfsstromanteil)$ ; mit eigenem Zähler ohne Eigenstrom
Anlagenkopplung (AK1)	–	die Kühlübergabe begrenzt die Kälte im Raum	fester Kaltwasser-Vorlauf, der kälteste Kühl-Vorlauf der Wärmepumpen im Kühlbetrieb; unter der Vorlaufgrenze mischt das Gebäude hoch
Kühlkurve (AK3)	–	der Vorlauf gleitet mit Außen- und Raumtemperatur	Wärmepumpe und Kältemaschine rechnen je Stunde am Vorlauf der Kurve; an milden Tagen mit wärmerem Kaltwasser und besserer Leistungszahl

In Monaten mit Heiz- und Kältebedarf entscheidet der Tag, ob die Wärmepumpe heizt oder kühlt:

Heizwärme und Kältebedarf je Monat, Anlage D

MWh je Monat

22

Jan

18

Feb

15

Mär

9

Apr

1,5 + 2,6

Mai

6

Jun

9

Jul

9

Aug

1,5 + 2,5

Sep

8

Okt

15

Nov

20

Dez

Monat; im Mai und September Heizwärme + Kälte

HeizwärmeKältebedarf

Beispielwerte, gerundet: Jahreswerte nach Gradtagen auf die Monate verteilt, kein Ergebnis von EPOS-Plan.

Fallstricke

Kühlleistung ist keine Kühlkennlinie. Ohne Kühlkennlinie im Projekt ist Maschine auch zum Kühlen benutzen gesperrt („Zu diesem Gerät liegen keine Kühlkenndaten vor"); eine Kühlleistung allein genügt nicht. Abhilfe: ein Gerät mit Kühlkennlinie wählen.
Ein Glied fehlt. Ohne Kühlung rechnen, Haken am Gebäude, Kühlsollwert in der Spalte Kühlen, Maschine auch zum Kühlen benutzen und Kaskadenplatz bleibt die Kälte aus oder ungedeckt; das Laufprotokoll nennt, was fehlt.
Übergangszeit. Die Betriebsart gilt je Tag für das Projekt und alle Wärmepumpen im Kühlbetrieb: Kälte an einem Heiztag bleibt ungedeckt, auch mit einer zweiten Wärmepumpe; Heizbedarf am Kühltag braucht einen weiteren Wärmeerzeuger. Die Sperrzeit des Energieversorgers sperrt auch das Kühlen.
Kühlsollwert und Zeitprogramm. Der Dialog prüft die Zeilen der Spalte Kühlen gegen die Heizsollwerte der Spalte Heizen. Einen Kühl- oder Heizkalender und ein Sollwert-Zeitprogramm der Wärmeübergabe prüft erst der Lauf: Liegt in einer Stunde, in der weder Heizen noch Kühlen aus ist, der Kühlsollwert nicht mindestens 1 K über dem Heizsollwert, bricht er ab.
Kühl-Vorlauf. Zur Wahl stehen die Stützstellen der Kühlkennlinie, leer die kälteste. Ein Kühl-Vorlauf zwischen zwei Stützstellen rechnet Kälteleistung und Leistungszahl linear zwischen beiden, ein Wert außerhalb mit der nächsten Stützstelle; das Laufprotokoll nennt das je Gerät. Kälter als die Vorlaufgrenze mischt das Gebäude hoch, die Wärmepumpe rechnet aber mit der Leistungszahl ihres Vorlaufs; wärmer als die Auslegung erreicht die Kühlübergabe ihre Nennleistung nicht.
Rand der Kennlinie. Auf der Achse der Außen- bzw. Quellentemperatur wird über der obersten Stützstelle mit Extrapolation der WP-Kennlinie erlauben verlängert, sonst gilt ihr Wert, unter der untersten deren Wert; das Laufprotokoll zählt die Stunden. Den Kühl-Vorlauf betrifft der Schalter nicht. Ein Kühlblock in Heizlage oder mit vertauschten Achsen steht unter Kühl-Vorlauf gesperrt.
Mehrere Zonen. Jede gekühlte Zone rechnet ihre eigene Kühlübergabe am gemeinsamen Kaltwasser-Vorlauf (Mehrzonenmodell); eine Zone ohne wirksame Kühlübergabe kühlt ideal, der Lauf sagt es. Kühlsollwert, Kühlperiode und Kühlkalender kommen vom Gebäude; im Zonendialog ist die Spalte Kühlen gesperrt.
Kühlkurve. Sie wirkt nur auf der Stufe geschlossener Kreis (AK3). Ihr Gewinn hängt an der Kühlkennlinie: Zwischen zwei Stützstellen rechnet die Wärmepumpe linear, über der obersten mit deren Wert. Liegt der feste Kühl-Vorlauf schon an der obersten Stützstelle, gewinnt die Kurve dort kaum an Leistungszahl.
Regeneration der Sonde. Kühlt eine Wärmepumpe mit Erdwärmesonde, geht ihre Kühlwärme in das Sondenfeld zurück und hebt die Soletemperatur (Wärmequelle Erdreich).
Nicht abgebildet: Entfeuchtung und Taupunkt (die Vorlaufgrenze ist eine Vorgabe); weitere Grenzen. Die freie Kühlung über die Sonde ist abgebildet (Freie Kühlung über die Wärmequelle).

Kühlung einschalten

Gerechnet wird die Kälte, wenn zwei Schalter stehen:

Projekt – In der Simulation Konfiguration steht im Block Weitere Einstellungen unter den Komponenten der Schalter Kühlung rechnen. Er gilt für das ganze Projekt und wird sofort gespeichert. Ist er aus, rechnet der Lauf keinen Kältebedarf; die Kühleingaben der Gebäude bleiben stehen, wirken aber nicht, und das Laufprotokoll nennt, wie viele Gebäude und Lastgänge davon betroffen sind.
Gebäude – Im Gebäudedialog, Reiter Gebäude und Hülle, Gruppe Kühlung, setzen Sie den Haken Gebäude wird gekühlt; den Kühlsollwert tragen Sie im Reiter Konditionierung in die Spalte Kühlen, Zeile Tag ein.

Im Einstellungsdialog des Programms legt Neue Projekte mit Kühlung anlegen fest, ob ein neu angelegtes Projekt mit eingeschaltetem Projektschalter beginnt; die Vorgabe ist aus. Vorhandene Projekte schaltet diese Einstellung nicht um, und ein kopiertes Projekt übernimmt den Schalter seiner Vorlage.

Eingaben im Gebäudedialog

Die Kühlung eines Gebäudes steht an zwei Stellen des Gebäudedialogs: Haken und Leistungsgrenze in der Gruppe Kühlung des Reiters Gebäude und Hülle, der Kühlsollwert in der Spalte Kühlen der Vorgabe-Matrix im Reiter Konditionierung (Kühlspalte, Kühlperiode und Kühlkalender). In der Verwaltung Gebäude steht die Gruppe Kühlung im Stammblatt unter Alle Daten, die Matrix im Blatt, das Konditionierung… öffnet.

Die Gruppe Kühlung steht am Ende des Reiters, unter der Wärmeübergabe, und ist immer sichtbar und bearbeitbar; die Kühlleistungsgrenze erscheint mit dem Haken. Ein leeres Feld zeigt seine Vorgabe als grauen Text; gespeichert wird dann kein Wert, sondern „leer".

Feld	Vorgabe	Bedeutung
Gebäude wird gekühlt	aus	schaltet die Kühlung dieses Gebäudes ein; ohne den Projektschalter wirkt der Haken nicht. Ohne Haken ist die Spalte Kühlen im Reiter Konditionierung gesperrt
Kühlleistungsgrenze	unbegrenzt	größte Kühlleistung in kW; reicht sie nicht, steigt die Raumtemperatur über den Kühlsollwert

Die Zeile unter den Feldern nennt, was gilt: mit Haken die Prüfregel samt höchstem Heizsollwert, ohne Haken, dass das Gebäude frei läuft und die Überhitzung an der Maximalraumtemperatur gezählt wird. Einen Kühlsollwert, der nicht mindestens 1 K über dem höchsten Heizsollwert liegt, nimmt der Dialog nicht an – Heizung und Kühlung arbeiteten sonst gegeneinander.

Rechnet ein Gebäude auf dem Rechenweg Tagesbilanz, sagt eine weitere Zeile, dass dieser Weg keine Kühllast liefert: Die Eingaben bleiben gespeichert und gelten, sobald das Gebäude nach VDI 6007 rechnet. Im Reiter Konditionierung zeigt die Matrix auf diesem Weg nur die Felder, die er liest – in der Spalte Kühlen keines.

Mit dem Haken steht darunter der Abschnitt Kühlübergabe: Mit ihm rechnet das Gebäude die Kühlung über Kühldecke, Flächenkühlung oder Gebläsekonvektor statt ideal – in Projekten mit Anlagenkopplung; auf der Stufe geschlossener Kreis (AK3) wahlweise mit Kühlkurve; siehe Gebäudemodell: Kühlübergabe.

Kühlspalte, Kühlperiode und Kühlkalender

Die Matrix des Reiters Konditionierung (siehe Gebäude) trägt neben der Heizspalte die Spalte Kühlen °C:

Tag und Nacht – Tag ist der Kühlsollwert: die Raumlufttemperatur, über die das Modell den Raum nicht steigen lässt, solange die Kühlleistung reicht; ohne ihn bleibt die Kühlung aus, auch mit Haken. Nacht der Absenksollwert des Nachtfensters (Wert oder aus; leer gilt das Nachtfenster der Heizspalte). Wochenende und Ferien nehmen einen eigenen Wert, aus oder bleiben leer; leer heißt Vorgabe, also der Wert von Tag bzw. Werktag.
Kühlperiode – die Zelle Saison der Kühlspalte: Start und Ende als Datum. Innerhalb wird gekühlt, außerhalb steht die Kühlung auf aus; leer heißt ganzjährig, Start und Ende gibt es nur zusammen.
Kühlkalender – die Kalenderkarte Kühlen hält dasselbe als Stundenkalender: Wochenraster, Zeitfenster, Perioden, Feiertage und Teppichbild, dazu Vorlagen. Kalender anlegen erzeugt ihn aus den Zellen, die Auswahlliste der Karte übernimmt eine Vorlage. Ein angelegter Kalender geht der Matrix vor. Trägt nur die Zeile Tag einen Wert und ist kein Kühlkalender angelegt, gilt der Kühlsollwert in jeder Stunde.
Prüfung – Der Kühlsollwert liegt in jeder Stunde, in der beide wirken, mindestens 1 K über dem Heizsollwert; die Matrix prüft das je Zeile, zulässig sind 15 bis 35 °C. Die Sommerlüftung rechnet je Stunde mit der Schwelle 3 K unter dem Kühlsollwert; steht die Kühlung auf aus, gilt die feste Schwelle 23 °C.
Sperre – Die Spalte wirkt nur mit dem Projektschalter Kühlung rechnen und dem Haken Gebäude wird gekühlt; sonst ist sie gesperrt, der Grund steht am Element. An einer Zone ist sie gesperrt: Kühlsollwert, Kühlperiode und Kühlkalender kommen vom Gebäude (siehe Mehrzonenmodell).

Die Nachtauskühlung (Gebäudemodell VDI 6007) senkt die Raumluft am Morgen und damit die Kühlenergie des Folgetags.

Wie gerechnet wird

Totband – Zwischen Heiz- und Kühlsollwert schwingt die Raumtemperatur frei; geheizt wird unterhalb des Heizsollwerts, gekühlt oberhalb des Kühlsollwerts. Eine Stunde, in der das Modell von Heizen auf Kühlen umschaltet, trägt beides; solche Stunden zählt EPOS-Plan als Stunden mit Heizen und Kühlen und verrechnet sie nicht.
Heizen oder Kühlen je Tag und Zone – Eine Zone wird an einem Tag entweder geheizt oder gekühlt, nie beides. Die Tagesbetriebsart wählt EPOS-Plan je Zone innerhalb der Freigabe des Heiz- und Kühlkalenders: Ist nur eine Seite frei, gilt sie; sind beide frei, entscheiden die Tagessummen von Heiz- und Kühlbedarf; ist keine frei, wird die Zone an dem Tag nicht konditioniert. An einem Kühltag der Zone ist ihre Raumheizung gesperrt, an einem Heiztag ihre Raumkühlung. Verschiedene Zonen dürfen am selben Tag verschieden arbeiten; Prozesswärme, Prozesskälte und Brauchwasser sind frei.
Kühlsollwert der Stunde – Ohne weitere Angabe gilt der Kühlsollwert der Zeile Tag in jeder Stunde, sonst der Wert, den Kühlkalender oder Matrix für die Stunde ergeben. In Stunden mit aus – auch außerhalb der Kühlperiode – kühlt das Modell nicht: Die Raumluft darf dort frei steigen, und die Stunde hat keinen Kältebedarf.
Sommerlüftung – Ist bei einem gekühlten Gebäude die Sommerlüftung eingeschaltet (Reiter Konditionierung), öffnen die Nutzer die Fenster ab 3 K unter dem Kühlsollwert der Stunde, in Stunden ohne Kühlung ab 23 °C; die Lüftung senkt die Kühllast, bevor gekühlt wird.
Nachtauskühlung – Trägt die Spalte Lüftung im Reiter Konditionierung in der Zeile Nacht einen höheren Luftwechsel als am Tag, wirkt der Mehrbetrag im Nachtfenster nur bedingt: wenn die Raumluft über derselben Schwelle liegt wie bei der Sommerlüftung und die Außenluft mindestens um ΔT Außenluft kühler ist, Vorgabe 2 K. Das kühlt das Gebäude nachts aus und kann die Kühllast des Folgetags senken; Wärmebedarf Gebäude zählt die Stunden mit Nachtauskühlung.
Ohne Kühlung – Ein Gebäude ohne Haken, ohne Kühlsollwert oder in einem Projekt ohne den Schalter Kühlung rechnen wird nicht gekühlt. Es läuft frei: Seine Raumtemperatur darf über die Maximalraumtemperatur steigen, und es hat keinen Kühlbedarf. Die Überhitzungsstunden zählen die Stunden der Nutzungszeit – mit einem Personenkalender die Stunden mit Anwesenheit, sonst die Stunden außerhalb der Nachtzeit –, in denen die operative Temperatur über der Maximalraumtemperatur liegt; sie zeigen, was ohne Kühlanlage geschieht.
Lastgänge – Im Dialog Wärmebedarf Extern können Sie einer eingelesenen Ganglinie den Kanal Kühlung geben. Sie ist dann Kältebedarf ohne Gebäudemodell, geht in keinen Wärmekanal und wirkt nur mit dem Projektschalter.
Rechenweg Tagesbilanz – Ein Gebäude auf diesem Rechenweg hat keinen Kältebedarf; der Lauf trägt 0 ein und nennt den Grund im Protokoll.

Deckung

Wärmeerzeuger decken keine Kälte. Kälte deckt eine Wärmepumpe im Kühlbetrieb: eine Wärmepumpe mit Kühlkennlinie, deren Kühlbetrieb im Projekt eingeschaltet ist. Mehrere solche Wärmepumpen decken den Kältebedarf in der Reihenfolge der Kaskade. Was keine deckt, bleibt ungedeckt; das Laufprotokoll nennt Menge und Spitze. Ohne Wärmepumpe im Kühlbetrieb bleibt der ganze Kältebedarf ungedeckt. Die Kühlung steht in der Knappheitsreihenfolge immer an letzter Stelle; ein Bedienelement für ihren Rang gibt es nicht.

Kälteschranke auf Stufe AK3. Rechnet das Projekt mit der Anlagenkopplung geschlossener Kreis (AK3), wirkt die Kälteanlage auf das Gebäude zurück: In jeder Stunde begrenzt die Kälteschranke die Raumkühlung – die Leistung der Kälteerzeuger am Kühlvorlauf samt freier Kühlung und der entnehmbare Inhalt der Kältespeicher, nach Abzug der Prozesskälte. Greift sie, wird der Raum wärmer; das zeigt sich in den Überhitzungsstunden. Eine reversible Wärmepumpe fehlt an ihrem Kühltag der Heizseite und an ihrem Heiztag der Kälteseite. Auf den Stufen aus und Heizkreis (AK1) begrenzt die Kälteanlage das Gebäude nicht; ungedeckte Kälte steht dort als Rest im Laufprotokoll.

Kühlbetrieb der Wärmepumpe

Den Kühlbetrieb stellen Sie je Wärmepumpe ein, in der Gruppe Kühlbetrieb ihrer Konfiguration: in der Simulation Konfiguration über Konfiguration… an der Karte der Wärmepumpe, in der Wärmepumpen Verwaltung hinter Konfiguration…. Schneller geht es im Dialog Kältemaschinen im Projekt (Kachel Kühlung und Kälteanlagen im Reiter Energieerzeuger der Startseite): Der Block Wärmepumpen im Kühlbetrieb unter der Anlagenliste führt alle Wärmepumpen des Projekts mit Kühlkennlinie mit je einem Schalter für denselben Wert, gespeichert mit OK; Kühl-Vorlauf und Hilfsstromanteil bleiben dabei, wie sie sind. Ein gesperrter Schalter nennt seinen Grund, wenn der Zeiger darauf ruht.

Feld	Vorgabe	Bedeutung
Maschine auch zum Kühlen benutzen	aus	schaltet den Kühlbetrieb dieser Wärmepumpe ein; ohne den Projektschalter Kühlung rechnen wirkt er nicht
Kühl-Vorlauf	kleinster Stützwert	Vorlauftemperatur des Kaltwassers; zur Wahl stehen die Vorlauftemperaturen, für die die Kühlkennlinie Werte führt. zwischen zwei Stützstellen wird linear interpoliert, außerhalb gilt die nächste
Hilfsstromanteil	kein Zuschlag	Strom für Pumpen und Ventilatoren des Kältekreises in Prozent der Verdichterarbeit; mindestens 0 % und weniger als 100 %
Stromträger des Kältestroms	wie Heizbetrieb	ein anderer Stromträger des Projekts für den Kältestrom dieser Wärmepumpe
Abrechnung des Kältestroms	anteilig am Netzbezug	erscheint nur, wenn der gewählte Stromträger nicht der des Projekts ist; siehe Stromträger und Abrechnung
Freie Kühlung über die Wärmequelle	aus	deckt Kälte direkt aus der Wärmequelle, bevor der Verdichter läuft; siehe Freie Kühlung über die Wärmequelle
Grädigkeit des Wärmetauschers	3,0 K	erscheint mit dem Schalter; Temperaturabstand zwischen Quelle und Kaltwasser am Wärmetauscher, 0 bis 20 K
Leistungsgrenze	Kälteleistung der Kennlinie	erscheint mit dem Schalter; höchste Kälteleistung der freien Kühlung in kW, größer als 0

Der Schalter ist gesperrt, wenn die Wärmepumpe im Projekt keine Kühlkennlinie führt oder ihre Wärme aus einem Quellspeicher bezieht: Er steht dann ohne Haken, und der Grund steht darunter. Ein schon eingeschalteter Kühlbetrieb lässt sich auch dann ausschalten. Führt ein Gerät eine Kühlleistung, aber keine Kühlkennlinie, sagt der Dialog, dass diese Maschine nur Wärme rechnet. Einen weiteren Stromträger ordnen Sie dem Projekt unter Berichte & Kosten › Energieträger zu.

Die Wärmepumpe schaltet je Tag zwischen Heizen und Kühlen um: Übersteigt der Kältebedarf eines Tages seinen Heizbedarf, kühlt sie an diesem Tag; maßgeblich sind die Bedarfe nach der Tagesbetriebsart der Zonen. Brauchwasser bleibt auch an einem Kühltag bedienbar.

Wie die Wärmepumpe kühlt

Die Kälteleistung einer Stunde liest EPOS-Plan aus der Kühlkennlinie beim gewählten Kühl-Vorlauf und der Temperatur der Wärmequelle; die Rückkühlung ist in der Kennlinie enthalten. Der Kältestrom ist die gedeckte Kälte geteilt durch die Leistungszahl des Kühlbetriebs (EER), dazu der Hilfsstromanteil. Er gehört zum Strombedarf des Projekts wie der Strom der Wärmepumpe im Heizbetrieb: Photovoltaik, BHKW und Stromspeicher decken ihn mit, den Rest liefert das Netz.

Die Jahresarbeitszahl Kälte ist die gedeckte Kälte eines Jahres geteilt durch den Kältestrom desselben Jahres.

Freie Kühlung über die Wärmequelle. Eine Sole-Wasser- oder Wasser-Wasser-Wärmepumpe kann Kälte direkt aus ihrer Wärmequelle decken, ohne dass der Verdichter läuft. Sie schalten das an der Anlage mit Freie Kühlung über die Wärmequelle ein und geben dazu die Grädigkeit des Wärmetauschers (leer = 3,0 K) und eine Leistungsgrenze (leer = Kälteleistung der Kennlinie in der Stunde) an. In jeder Stunde mit Kühlbetrieb prüft EPOS-Plan, ob die Temperatur der Wärmequelle plus Grädigkeit höchstens den Kühl-Vorlauf erreicht. Dann deckt die Quelle die Kälte der Stunde bis zur Leistungsgrenze vor dem Verdichter; den Rest der Stunde deckt der Verdichter nach der Kühlkennlinie. Der Strom der freien Kühlung ist der Strom der Pumpen: die frei gedeckte Kälte geteilt durch die Leistungszahl 15, dazu der Hilfsstromanteil. Die freie Kühlung wirkt nur bei einer Sole-Wasser- oder Wasser-Wasser-Wärmepumpe mit gepflegter Wärmequelle (Erdreich, Konstant, Profil oder CSV); bei einer Luft-Wasser-Wärmepumpe, ohne Angabe der Quelle oder mit Pufferspeicher als Quelle ist der Schalter gesperrt, und der Lauf nennt den Grund. Bei einer Erdwärmesonde geht die Wärme, die die Kühlung in die Quelle bringt – frei gedeckte Kälte samt Pumpenarbeit, Verdichterkälte samt Verdichterarbeit –, in das Sondenfeld zurück und hebt die Soletemperatur; bei Erdkollektor, Konstant, Profil und CSV verändert sie die Quellentemperatur nicht (Grenzen).

Kältemaschine

Die Kältemaschine ist ein eigener Kälteerzeuger neben der Wärmepumpe im Kühlbetrieb. Sie hat einen Katalog und einen Anlagendialog.

Katalog. Die Verwaltung Kältemaschinen führt je Gerät Bezeichner, Firma, Typ, Nennkälteleistung, Nenn-EER, Rückkühlart (luftgekühlt, wassergekühlt mit Trockenkühler, wassergekühlt mit Nasskühler), Mindestteillast und den kleinsten Kaltwasservorlauf. Die Kennlinie trägt Kälteleistung und EER je Stützpunkt aus Kaltwasser- und Rückkühltemperatur; EPOS-Plan interpoliert zwischen den Stützpunkten und hält außerhalb den Randwert, das Laufprotokoll zählt solche Stunden. Ein Gerät ohne Kennlinienpunkte rechnet nicht, der Lauf warnt. Liste, Spalte Herkunft, eingebaute Typkennfelder, Kennliniendiagramm, Vergleich und Import der Verwaltung beschreibt die Seite Gerätekataloge.

Anlage. Ein Klick auf die Kachel Kühlung und Kälteanlagen im Reiter Energieerzeuger der Startseite öffnet den Dialog Kältemaschinen im Projekt. Links stehen die Anlagen des Projekts mit Name, Anzahl und Nennkälteleistung, darunter der Block Wärmepumpen im Kühlbetrieb; Hinzufügen… wählt ein Gerät aus dem Katalog; unter der Liste lädt Typkennfelder laden… die eingebauten Typkennfelder in den Katalog, und Katalogverwaltung… öffnet die Verwaltung Kältemaschinen. Löschen fragt zurück. Rechts zeigt die Gruppe Gerät die Kennwerte der Projektkopie nur lesend, die Gruppe Betrieb trägt die Eingaben der Anlage. Geschrieben wird erst mit OK, nach Prüfung jeder Anlage.

Feld	Vorgabe	Bedeutung
Name der Anlage	–	Bezeichnung der Anlage im Projekt
Anzahl	1	Zahl gleicher Maschinen; sie teilen die Last gleichmäßig, Leistung und Strom sind ein Vielfaches
Kaltwasservorlauf	kleinster Stützwert der Kennlinie	Vorlauftemperatur des Kaltwassers; der Platzhalter nennt den Wert, der gilt
Hilfsstromanteil	kein Zuschlag	Strom für Pumpen und Ventilatoren der Rückkühlung in Prozent der Verdichterarbeit; ungültige Werte verwirft der Lauf mit Meldung
Kühlträger	Stromträger des Projekts	Stromträger des Kältestroms der Anlage
eigener Zähler	aus	wirkt nur bei einem Kühlträger, der vom Stromträger des Projekts abweicht; siehe Stromträger und Abrechnung

Reihenfolge. Die Kälte deckt zuerst die freie Kühlung, dann die Wärmepumpen im Kühlbetrieb, dann die Kältemaschinen in der Reihenfolge der Anlagen. Die Kaskade der Wärmeerzeuger ordnet die Kältemaschinen nicht. Eine Kältemaschine im Projektkatalog ohne Anlage rechnet nicht, der Lauf weist darauf hin.

Freie Kühlung. Sie ist ein Betriebsfall der Rückkühlung, kein eigener Erzeuger. Bei Trocken- und Nasskühler gilt sie, wenn die Rückkühltemperatur mindestens 3 K unter der Kaltwassertemperatur liegt: Die Maschine deckt dann bis zur Nennkälteleistung mit einem festen Ersatz-EER von 15 plus Hilfsstrom, der Verdichter steht. Stunden und Kälte der freien Kühlung zählt der Lauf. Bei der luftgekühlten Maschine gibt es keine freie Kühlung.

Teillast und Takten der Kältemaschine

Im Katalogdialog der Kältemaschine steuert die Gruppe Teillast und Takten das Teillastverhalten des Geräts. Das Feld Teillastrechnung kennt drei Werte: wie bisher rechnet mit der Kennlinie bei Volllast, linear nimmt den Strom proportional zur Last, Kurve rechnet mit einer Teillastkurve. Bei Kurve tragen Sie die Teillastkurve a/b/c, die Grenze Kurve gültig ab Lastgrad (leer heißt: die Mindestteillast des Geräts) und den Taktverlustfaktor C_d ein. Unterhalb der Mindestteillast aus den Kenndaten der Kältemaschine taktet die Maschine. Die Verdichterregelung (Ein/Aus, Stufen, Drehzahl) wählt den Vorschlag der Kurve; Kurve aus Typkennfeld… füllt die Felder aus einem Typkennfeld je Verdichterregelung, Typkennfelder laden… liest die Typkennfelder ein. Der Kennfeldrand bestimmt, was außerhalb der Stützpunkte der Kennlinie gilt: Randwert (Vorgabe) oder Gütegrad (Carnot-Gütegrad, begrenzt auf wenige Kelvin über den Rand hinaus). Teillastpunkte prüfen… beurteilt die Kurve; ein Bild zeigt das EER-Verhältnis über dem Lastgrad. Das Projektgerät trägt dieselben Felder als Kopie. Eine unplausible Kurve weist der Dialog ab und nennt den Grund.

Im Anlagendialog Kältemaschinen im Projekt zeigt die Gruppe Gerät diese Werte nur lesend. Bei mehreren Maschinen steht dort ein Hinweis auf die Folgeschaltung: Es laufen nur so viele Maschinen, wie die Last braucht.

Die Ergebnisse je Kältemaschine:

Taktstrom – Mehrstrom des Taktens unter der Mindestteillast.
Starts – Zahl der Anläufe im Jahr.
Teillaststunden – Stunden unter Volllast.
Lastgrad (Mittel) – mittlerer Lastgrad der Betriebsstunden.
Stunden extrapoliert – Stunden außerhalb der Stützpunkte der Kennlinie.

Im Reiter Kältegang des Simulationsergebnisses zeigt die Kachel Teillast und Takten der Kältemaschinen die Werte Taktstrom, Starts, Teillastanteil, Mittlerer Lastgrad und Jahres-EER ohne Hilfsstrom; der Bericht führt sie in der Tafel Teillast und Takten der Kältemaschinen. Ohne Teillastrechnung entfallen Kachel und Tafel. Der Taktstrom geht wie der übrige Kältestrom in die Energiekosten ein. Das Rechenverfahren erklärt die Seite Grundlagen Kühlung.

Beispiel. Kältemaschine 1, 100 kW, Mindestteillast 20 %, Teillastrechnung Kurve: Bei 60 % Last gilt der Strom der Kurve; fällt die Last unter 20 %, taktet die Maschine, und der Lauf zählt Starts und Taktstrom. Zwei solche Maschinen decken eine Last von 150 kW beide mit 75 %; bei 90 kW läuft nur eine.

Die Kältemaschine ist Kostenkomponente der Wirtschaftlichkeit: Investition aus Nennkälteleistung mal Anzahl, wählbare Standardvorlagen für Investition und Betrieb; ihr Kältestrom geht zum Strompreis des Projekts beziehungsweise des Kühlträgers in die Energiekosten ein.

Kältespeicher

Ein Pufferspeicher wird zum Kältespeicher, wenn seine Nutzung auf Kälte steht (Dialog Pufferspeicher, Feld Nutzung). Kälte steht allein, ohne Heizung, Brauchwasser und Prozesswärme; eine Senke braucht der Speicher nicht. Das Temperaturpaar heißt hier Kaltwasser-Vorlauf und Kaltwasser-Rücklauf (üblich 6 und 12 °C). Die Kapazität folgt aus Volumen und Spreizung: Volumen mal 1,16 Wh/(l·K) mal (Rücklauf minus Vorlauf).

Laden – alle Kälteerzeuger laden ihn, aber nur an Kühltagen und in der Ladephase: Sie beginnt an der Einschaltschwelle und endet an der Abschaltschwelle, der Lauf beginnt leer. Der Raum hat Vorrang; geladen wird nur, was die Erzeuger über den Raumbedarf hinaus liefern, begrenzt durch die Ladeleistung.
Entladen – in jeder Stunde mit Vorrat, nach der freien Kühlung und vor der Wärmepumpe und der Kältemaschine.
Verluste – der Bereitschaftsverlust eines Kältespeichers ist Wärmeeintrag von außen und zehrt den Vorrat füllstandsanteilig.
Warnungen – ein Kältespeicher ohne Kälteerzeuger oder in einem Projekt ohne Kühlung nennt der Lauf.

Im Bericht zeigt die Tafel Kältespeicher je Speicher Kapazität in kWh, Ladung, Entladung und Wärmeeintrag in MWh/a und die Vollzyklen; ohne Kältespeicher bleibt sie leer.

Stromträger und Abrechnung

Ohne eigene Wahl trägt der Kältestrom Tarif und Emissionsfaktor des Stromträgers des Projekts. Wählen Sie für eine Wärmepumpe oder eine Kältemaschine (Feld Kühlträger) einen anderen Stromträger, bestimmt die Abrechnungsart, wie ihr Kältestrom in Kosten und Emissionen eingeht:

anteilig am Netzbezug (Vorgabe) – ein Netzanschluss: Der Netzbezug jeder Viertelstunde wird nach dem Anteil des Kältestroms am Stromverbrauch geteilt. Dieser Anteil trägt Arbeitspreis und Emissionsfaktor des gewählten Stromträgers, der Rest die des Stromträgers des Projekts. Eigenstrom aus Photovoltaik, BHKW und Stromspeicher bleibt gemeinsam; Grund- und Leistungspreis bleiben beim Stromträger des Projekts.
eigener Zähler – Der Kältestrom dieser Wärmepumpe oder Kältemaschine wird getrennt gezählt: Er wird nicht aus Photovoltaik, BHKW oder Stromspeicher gedeckt und trägt ganz Arbeitspreis und Emissionsfaktor des gewählten Stromträgers. Dazu kommen der Grundpreis dieses Stromträgers und, wenn er einen führt, sein Leistungspreis – bemessen an der höchsten Leistung des Kältestroms dieser Wärmepumpe, nach derselben Regel wie beim Netzbezug des Projekts (Staffel, Monats- oder Jahressatz). Jede Wärmepumpe mit eigenem Zähler hat ihren eigenen Zähler, auch wenn zwei denselben Stromträger wählen: Jede trägt einen Grundpreis und ihre eigene Spitze.

Fehlt dem gewählten Stromträger der Arbeitspreis, bleiben die Energiekosten aus, und der Grund nennt den Stromträger. Das Laufprotokoll nennt je Wärmepumpe den Stromträger, die Abrechnungsart und die Menge, die er trägt.

Ergebnisse

Wärmebedarf Gebäude (Knopf Simulation… im Gebäudedialog) – der Abschnitt Kältebedarf mit denselben Bausteinen wie die Wärmeseite: Kühlbedarf, höchste Kältelast, Vollbenutzungsstunden, dazu Stunden mit Kühlbedarf, Überhitzungsstunden und Stunden mit Heizen und Kühlen; ein eigenes Bild der Kältelast (mit sortiert als Dauerlinie) und in der Monatsübersicht die Spalte Kühlung neben Heizung. Die Zeilen darunter sagen, wie der Kältebedarf entsteht, und nennen die Grenze der Zahl. Bei einem Gebäude ohne Kühlung stehen statt der Kältezahlen Striche, dazu die Überhitzungsstunden; es gibt dann kein Bild der Kältelast und keine Spalte Kühlung. Auf dem Rechenweg Tagesbilanz steht der Abschnitt mit 0 und dem Grund.
Zonensperre und Kälteseite im Kreis – Der Wärmebedarf des Gebäudes zeigt nach einem Projektlauf die Gruppe Zonensperre, Projekt, letzter Lauf mit den Kacheln Tage mit Sperre der Gegenseite und Gesperrte Energie (Heizen / Kühlen), auf Stufe AK3 dazu die Gruppe Kälteseite im Kreis (AK3), Projekt, letzter Lauf mit Stunden an der Kälteschranke, Umschaltstunden und Kälte-Restbedarf. Kacheln ohne Wert entfallen. Der Bericht führt dieselben Zahlen in der Tafel Kälteseite im Kreis.
Simulationsergebnis, Reiter Wärme-/Strombedarf – der Block Kälte: Kältebedarf, höchste Kältelast, Stunden mit Kühlbedarf, Vollbenutzungsstunden, die Kanalzeile Kühlung, ein eigenes Bild der Kältelast und der Knopf CSV Export.
Simulationsergebnis, Übersicht – unter den Spalten Wärme und Strom der Block Kältedeckung mit Kältebedarf, höchster Kältelast und dem ungedeckten Kältebedarf. Kühlt eine Wärmepumpe, stehen darunter Deckungsgrad, Kältestrom und Jahresarbeitszahl Kälte, der Kältestrom aus dem Netz, der Ring Kältedeckung mit seiner Legende und die Tabelle der Kälteerzeuger mit Kühl-Vorlauf, Kälte, Kältestrom, EER, Strom aus dem Netz und Stromträger. Der Block steht nur, wenn ein Kältebedarf besteht.
Bericht – in der Projektbeschreibung der Abschnitt Kältebedarf und -deckung mit Summe, Kanalzeile, Spitze, Stunden und ungedecktem Rest. Kühlt eine Wärmepumpe oder Kältemaschine, stehen dort außerdem Deckungsgrad, Kälteerzeugung, Kältestrom, Jahresarbeitszahl Kälte sowie Netzbezug, Kosten und CO₂ des Kältestroms, die Tabelle Kälteerzeuger, bei einem Kältespeicher die Tafel Kältespeicher und der Satz, dass Kältemittelverluste nicht enthalten sind. Kühlt eine Wärmepumpe frei über ihre Wärmequelle, stehen bei ihr die Kälte und die Stunden der freien Kühlung. Im Variantenvergleich stehen Kältebedarf gesamt, Kältelast max., Stunden mit Kühlbedarf und Deckungsgrad Kühlung bei den Bedarfskennzahlen, die Zahlen der Wärmepumpen im Kühlbetrieb in der eigenen Gruppe Kälte – jede mit dem Zusatz (sensibel). Je Gebäude steht die Kühlenergie. Das Bild der Kälteproduktion (Simulationsergebnis, Reiter Ergebnis) steht als Platzhalter {{stand.bild.kaelte_produktion}} in den Berichtsvorlagen.
Wirtschaftlichkeit – der Kältestrom ist Teil der Energiekosten und der Emissionen. Trägt eine Wärmepumpe für den Kältestrom einen eigenen Stromträger, steht er in den Energiekosten je Anlage als eigene Zeile Kältestrom …; bei eigenem Zähler stehen darunter Grundpreis Kältestromzähler … und Leistungspreis Kältestromzähler …. Den Leistungspreis rechnet EPOS-Plan aus einem frischen Lauf, wie beim Netzbezug des Projekts.

Ein Projekt ohne Kühlung zeigt im Simulationsergebnis und im Bericht keine Kältegruppe und keine Nullen. Der Wärmebedarf eines Gebäudes zeigt den Abschnitt Kältebedarf dagegen immer – ohne Kühlung mit Strichen statt Kältezahlen, mit den Überhitzungsstunden und mit der Zeile, dass das Gebäude frei läuft.

Export

Der Knopf CSV… in der Leiste des Diagramms Kältelast Jahresganglinie schreibt die Kältelast des Projekts je Stunde in kW, dazu je Bedarfsart eine Spalte (Kühlung). Die erste Zeile der Datei ist der Satz zur Grenze der Zahl, danach folgen die Spaltenköpfe und die 8.760 Stunden.

Grenzen

Die Kälte ist sensibel: Feuchte, Entfeuchtung und latente Last sind nicht enthalten.
Keine Kältemittelemissionen: Die Emissionen des Kältestroms sind betriebsbedingt über den Strom gerechnet; die Wirkung eines Kältemittelverlusts auf das Klima rechnet EPOS-Plan nicht.
Kälteerzeuger: Kälte decken die Wärmepumpe im Kühlbetrieb und die Kältemaschine; freie Kühlung gibt es an der Kältemaschine mit Trocken- oder Nasskühler und an einer Sole-Wasser- oder Wasser-Wasser-Wärmepumpe über ihre Wärmequelle.
Rückwirkung nur an der Sonde: Die Kühlwärme einer Wärmepumpe mit Erdwärmesonde regeneriert das Sondenfeld (Wärmequelle Erdreich); bei Erdkollektor, Konstant, Profil und CSV verändert sie die Quellentemperatur nicht. Kältemaschinen kühlen gegen die Umgebung und speisen nicht ins Erdreich.
Keine Bauteilaktivierung: Kühldecke und Betonkernaktivierung sind keine eigene Funktion; das Modell kühlt die Raumluft.
Kühlwerte je Gebäude: Kühlsollwert, Kühlperiode und Kühlkalender gelten in jeder Zone eines Gebäudes; eigene Kühlwerte je Zone gibt es nicht. Mehrere Zonen teilen einen Kaltwasserkreis mit einem Vorlauf und einer Kühlkurve (Fallstricke).
Verluste eines Kältenetzes werden nicht gerechnet.