TY - JOUR A1 - Blanke, Tobias A1 - Hagenkamp, Markus A1 - Döring, Bernd A1 - Göttsche, Joachim A1 - Reger, Vitali A1 - Kuhnhenne, Markus T1 - Net-exergetic, hydraulic and thermal optimization of coaxial heat exchangers using fixed flow conditions instead of fixed flow rates JF - Geothermal Energy N2 - Previous studies optimized the dimensions of coaxial heat exchangers using constant mass fow rates as a boundary condition. They show a thermal optimal circular ring width of nearly zero. Hydraulically optimal is an inner to outer pipe radius ratio of 0.65 for turbulent and 0.68 for laminar fow types. In contrast, in this study, fow conditions in the circular ring are kept constant (a set of fxed Reynolds numbers) during optimization. This approach ensures fxed fow conditions and prevents inappropriately high or low mass fow rates. The optimization is carried out for three objectives: Maximum energy gain, minimum hydraulic efort and eventually optimum net-exergy balance. The optimization changes the inner pipe radius and mass fow rate but not the Reynolds number of the circular ring. The thermal calculations base on Hellström’s borehole resistance and the hydraulic optimization on individually calculated linear loss of head coefcients. Increasing the inner pipe radius results in decreased hydraulic losses in the inner pipe but increased losses in the circular ring. The net-exergy diference is a key performance indicator and combines thermal and hydraulic calculations. It is the difference between thermal exergy fux and hydraulic efort. The Reynolds number in the circular ring is instead of the mass fow rate constant during all optimizations. The result from a thermal perspective is an optimal width of the circular ring of nearly zero. The hydraulically optimal inner pipe radius is 54% of the outer pipe radius for laminar fow and 60% for turbulent fow scenarios. Net-exergetic optimization shows a predominant infuence of hydraulic losses, especially for small temperature gains. The exact result depends on the earth’s thermal properties and the fow type. Conclusively, coaxial geothermal probes’ design should focus on the hydraulic optimum and take the thermal optimum as a secondary criterion due to the dominating hydraulics. Y1 - 2021 U6 - http://dx.doi.org/10.1186/s40517-021-00201-3 SN - 2195-9706 N1 - Corresponding author: Tobias Blanke VL - 9 IS - Article number: 19 PB - Springer CY - Berlin ER - TY - JOUR A1 - Blanke, Tobias A1 - Reger, Vitali A1 - Döring, Bernd A1 - Göttsche, Joachim A1 - Kuhnhenne, Markus T1 - Koaxiale Stahlenergiepfähle JF - Stahlbau N2 - Ein entscheidender Teil der Energiewende ist die Wärmewende im Gebäudesektor. Ein Schlüsselelement sind hier Wärmepumpen. Diese benötigen eine Wärmequelle, der sie Energie entziehen können, um sie auf ein höheres Temperaturniveau zu transformieren. Diese Wärmequelle kann bspw. das Erdreich sein, dessen Wärme durch Erdsonden erschlossen werden kann. In diesem Beitrag werden in Stahlpfähle integrierte Koaxialsonden mit dem Stand der Technik von Erdsonden gleichen Durchmessers bezüglich ihrer thermischen Leistungsmerkmale verglichen. Die Stahlenergiepfähle bieten neben der Wärmegewinnung weitere Vorteile, da sie auch eine statische Funktion übernehmen und rückstandsfrei zurückgebaut werden können. Es werden analytische und numerische Berechnungen vorgestellt, um die thermischen Potenziale beider Systeme zu vergleichen. Außerdem wird ein Testaufbau gezeigt, bei dem Stahlenergiepfähle in zwei verschiedenen Längen mit vorhandenen gängigen Erdsonden verglichen werden können. Die Berechnungen zeigen einen deutlichen thermischen Mehrertrag zwischen 26 % und 148 % der Stahlenergiepfähle gegenüber dem Stand der Technik abhängig vom Erdreich. Die Messergebnisse zeigen einen thermischen Mehrertrag von über 100 %. Es lässt sich also signifikante Erdsondenlänge einsparen. Dabei ist zu beachten, dass sich damit der thermisch genutzte Bereich des Erdreichs reduziert, wodurch die thermische Regeneration und/oder das Langzeitverhalten des Erdreichs an Bedeutung gewinnt. Y1 - 2021 VL - 90. 2021 IS - 6 SP - 417 EP - 424 PB - Wiley CY - Weinheim ER - TY - RPRT A1 - Conan, Yulian A1 - D'Haeyer, R. A1 - Béguin, P. A1 - Döring, Bernd A1 - Kuhnhenne, Markus A1 - Bayo, E. T1 - Steel in low-rise building : a symbiosis of cold formed sections and light rolled profiles : final report. Contract-No. 7215-PP/070. EUR 22080 en Y1 - 2006 SN - 92-79-02082-X PB - Office for Official Publications of the European Communities CY - Luxembourg ER - TY - PAT A1 - Döring, Bernd A1 - Feldmann, Markus A1 - Kuhnhenne, Markus T1 - Schallschutz-Wandaufbau für ein Bauwerk oder ein Bauteil in Metallleichtbauweise, das mit Solarzellen bestückt ist : Offenlegungsschrift T1 - Sound protection-wall structure i.e. sound protection-roof structure, for building e.g. industrial building, provided with photovoltaic solar modules, has metallic layers, insulation layer and energy storage arranged within structure Y1 - 2013 PB - Deutsches Patent- und Markenamt CY - München ER - TY - JOUR A1 - Döring, Bernd A1 - Feldmann, Markus A1 - Kuhnhenne, Markus T1 - Der Beitrag von Profilblechdecken zur passiven Kühlung JF - Bauphysik Y1 - 2009 SN - 1437-0980 (E-Journal); 0171-5445 (Print) N1 - Printausg. in der Bibliothek Bayernallee vorhanden: 13 Z 435 VL - Vol. 31 IS - Iss. 2 SP - 65 EP - 71 PB - Wiley CY - Weinheim ER - TY - CHAP A1 - Döring, Bernd A1 - Feldmann, Markus A1 - Kuhnhenne, Markus T1 - An innovative thermally activated light-weight steel deck system - numerical investigations and practical tests T2 - Clima 2007 WellBeing Indoors: 9th Rehva World Congress, 10-14 June 2007, Helsinki, Finland : proceedings Y1 - 2007 SN - 978-952-99898-2-9 SP - 1 EP - 8 CY - Helsinki ER - TY - CHAP A1 - Döring, Bernd A1 - Feldmann, Markus A1 - Kuhnhenne, Markus A1 - Hellberg, Jan T1 - Implementing a thermal activation system into a light-weight steel deck element T2 - Eurosteel 2008 : 5th European Conference on Steel and Composite Structures ; research, practice, new materials ; 3rd to 5th September 2008, Graz, Austria / ed. by Robert Ofner ... Y1 - 2008 SN - 92-0147-000-90 SP - 941 EP - 946 PB - ECCS, European Convention for Construction Steelwork CY - Brussels ER - TY - JOUR A1 - Döring, Bernd A1 - Feldmann, Markus A1 - Kuhnhenne, Markus A1 - Müller, Dirk T1 - Phasenwechselmaterial im Metallleichtbau zur Optimierung von Energieeffizienz und sommerlicher Raumtemperatur JF - Stahlbau Y1 - 2011 SN - 1437-1049 (E-Journal); 0038-9145 (Print) VL - Vol. 80 IS - Iss. 9 SP - 666 EP - 672 PB - Wiley CY - Weinheim ER - TY - CHAP A1 - Döring, Bernd A1 - Kuhnhenne, Markus A1 - Feldmann, Markus T1 - Floor systems - key elements for sustainable multi-storey buildings T2 - SB11 Helsinki World Sustainable Building Conference : 18. - 21.10.2011 Y1 - 2011 SP - 1 EP - 6 ER - TY - JOUR A1 - Döring, Bernd A1 - Kuhnhenne, Markus A1 - Hellberg, Jan A1 - Feldmann, Markus T1 - Aktive und passive Temperierung eines Stahldeckensystems : thermische Bauteilaktivierung : numerische und messtechnische Untersuchungen. T. 2. JF - HLH Lüftung/Klima, Heizung/Sanitär, Gebäudetechnik Y1 - 2008 SN - 1436-5103 N1 - Printausg. in der Bibliothek Bayernallee vorhanden: 13 Z 739 VL - Bd. 59 IS - H. 11 SP - 37 EP - 41 ER -