Im industriellen sowie in Teilen des gewerblichen Bereichs liegt der Fokus - neben der Versorgung der Liegenschaften mit Strom und Wärme - oftmals auch auf einer Versorgung mit Kälte. Hierbei besteht die Herausforderung in der Gewährleistung der Bereitstellung unterschiedlicher Temperaturniveaus, da der Kältebedarf oftmals nicht alleine eine Funktion des Gebäudes ist, sondern auch von der Produktion bestimmt wird. Es ist daher notwendig, hochflexible Kälteerzeugungssysteme in Kombination mit Energiemanagementsystemen zu entwickeln, zu deren lokaler und regionaler Steuerung eine Vielzahl von Parametern berücksichtigt werden müssen. An dieser Stelle setzt das Forschungsvorhaben an. Realisiert werden soll ein System von Kälteabsorbern, Kompressionskältemaschinen sowie Wärme- und Kältespeichern, das hochflexibel auf die Anforderungen des Produktionsprozesses und des Bedarfs im Gebäude reagieren kann. Hierzu wird ein neues Energiemanagementsystem entwickelt, welches prädiktiv wirkt und eine Schnittstelle zu dem übergeordneten Energieversorgungssystem aufweist. Das System wird dabei energiewirtschaftliche Protokolle umsetzen und in der Lage sein, Kälte und Wärme auf unterschiedlichen Temperaturniveaus bedarfsgerecht zur Verfügung zu stellen. Optional kann das System zudem als temporäre Senke von Überschussstrom im regionalen Stromnetz, mithin als Energiespeicher, genutzt werden. Im 2. Schritt soll das System innerhalb einer Hardware in the Loop Testumgebung getestet werden. In einem 3. Schritt sind Tests unter realen Einsatzbedingungen geplant. Wichtiges Projektziel ist es, durch Sektorkopplung (Kälteerzeugung - Stromverbrauch) einen für das regionale elektrische Verteilnetz optimierten Betrieb (Netzentlastung, Spannungshaltung) zu realisieren. Insbesondere unter Berücksichtigung der Einspeisung von PV- und Windanlagen ist das Konzept vielversprechend, nicht zuletzt durch eine zusätzliche Integrierung innovativer Speicher.
Im industriellen sowie in Teilen des gewerblichen Bereichs liegt der Fokus - neben der Versorgung der Liegenschaften mit Strom und Wärme - oftmals auch auf einer Versorgung mit Kälte. Hierbei besteht die Herausforderung in der Gewährleistung der Bereitstellung unterschiedlicher Temperaturniveaus, da der Kältebedarf oftmals nicht alleine eine Funktion des Gebäudes, sondern auch von der Produktion abhängig ist. Es ist daher notwendig, hochflexible Kälteerzeugungssysteme in Kombination mit Energiemanagementsystemen zu entwickeln, zu deren lokalen und regionalen Steuerung eine Vielzahl von Parametern berücksichtigt werden müssen. An dieser Stelle setzt das Forschungsvorhaben an. Realisiert werden soll ein System von Kälteabsorbern, Kompressionskältemaschinen sowie Wärme- und Kältespeichern, das hochflexibel auf die Anforderungen des Produktionsprozesses und des Bedarfs im Gebäude reagieren kann. Hierzu wird ein neues Energiemanagementsystem entwickelt, welches prädiktiv wirkt und eine Schnittstelle zu dem übergeordneten Energieversorgungssystem aufweist. Das System wird dabei energiewirtschaftliche Protokolle umsetzen und in der Lage sein, Kälte und Wärme auf unterschiedlichen Temperaturniveaus bedarfsgerecht zur Verfügung zu stellen. Optional kann das System zudem als temporäre Senke von Überschussstrom im regionalen Stromnetz, mithin als Energiespeicher genutzt werden. Im 2. Schritt soll das System innerhalb einer Hardware in the Loop Testumgebung getestet werden. In einem 3. Schritt sind Tests unter realen Einsatzbedingungen geplant. Wichtiges Projektziel ist es, durch Sektorkopplung (Kälteerzeugung - Stromverbrauch) einen für das regionale elektrische Verteilnetz optimierten Betrieb (Netzentlastung, Spannungshaltung) zu realisieren. Insbesondere unter Berücksichtigung der Einspeisung von PV- und Windanlagen ist das Konzept vielversprechend, nicht zuletzt durch eine zusätzliche Integrierung innovativer Speicher.
Im industriellen sowie in Teilen des gewerblichen Bereichs liegt der Fokus - neben der Versorgung der Liegenschaften mit Strom und Wärme - oftmals auch auf einer Versorgung mit Kälte. Hierbei besteht die Herausforderung in der Gewährleistung der Bereitstellung unterschiedlicher Temperaturniveaus, da der Kältebedarf oftmals nicht alleine eine Funktion des Gebäudes, sondern auch von der Produktion abhängig ist. Es ist daher notwendig, hochflexible Kälteerzeugungssysteme in Kombination mit Energiemanagementsystemen zu entwickeln, zu deren lokalen und regionalen Steuerung eine Vielzahl von Parametern berücksichtigt werden müssen. An dieser Stelle setzt das Forschungsvorhaben an. Realisiert werden soll ein System von Kälteabsorbern, Kompressionskältemaschinen sowie Wärme- und Kältespeichern, das hochflexibel auf die Anforderungen des Produktionsprozesses und des Bedarfs im Gebäude reagieren kann. Hierzu wird ein neues Energiemanagementsystem entwickelt, welches prädiktiv wirkt und eine Schnittstelle zu dem übergeordneten Energieversorgungssystem aufweist. Das System wird dabei energiewirtschaftliche Protokolle umsetzen und in der Lage sein, Kälte und Wärme auf unterschiedlichen Temperaturniveaus bedarfsgerecht zur Verfügung zu stellen. Optional kann das System zudem als temporäre Senke von Überschussstrom im regionalen Stromnetz, mithin als Energiespeicher genutzt werden. Im 2. Schritt soll das System innerhalb einer Hardware in the Loop Testumgebung getestet werden. In einem 3. Schritt sind Test unter realen Einsatzbedingungen geplant. Wichtiges Projektziel ist es, durch Sektorkopplung (Kälteerzeugung - Stromverbrauch) einen für das regionale elektrische Verteilnetz optimierten Betrieb (Netzentlastung, Spannungshaltung) zu realisieren. Insbesondere unter Berücksichtigung der Einspeisung von PV- und Windanlagen ist das Konzept vielversprechend, nicht zuletzt durch eine zusätzliche Integrierung innovativer Speicher.
Hauptziel des Projektes ist die Entwicklung eines Demonstrators einer mit einem Rankine Cycle gekoppelten Kompressionskältemaschine unter Einsatz miniaturisierter und mikrostrukturierter Komponenten auf der Basis von im Vorfeld durchgeführter umfangreicher Simulationsarbeiten. Das Anwendungsgebiet liegt bei der mobilen und stationären Klimatisierung unter Nutzung von Fahrzeugabwärme. Dabei sollen nur die kritischen Komponenten im Rahmen des Vorhabens entwickelt werden. Das Konzept soll an dem Demonstrator validiert werden, wobei der Fokus auf der grundsätzlichen Machbarkeit des Verfahrens und dem COP-Wert (Coefficient of Performance), also dem Wirkungsgrad des Gesamtsystems liegen wird.
Im Vorhaben wurde untersucht, unter welchen Randbedingungen und in welchen Anwendungsbereichen Perspektiven für solare Kühlung liegen. Es erfolgte eine energetische Evaluation von acht Anlagen mit konventioneller Kältetechnik (mittels Monitoring) und es zeigte sich, dass durch eine optimierte Planung und Auslegung Effizienzsteigerungen möglich sind. In Vergleichsstudien fand eine Gegenüberstellung solarthermischer und solarelektrischer Ansätze zur Gebäudeversorgung und in gewerblicher Anwendung statt. Am Beispiel der Gebäudeversorgung ließen sich die Voraussetzungen benennen, unter denen solarthermische Verfahren kostenmäßig und primärenergetisch Vorteile gegenüber einer solarelektrischbasierten Lösung erreichen. Projektpartner sind das Fraunhofer ISE, das ILK Dresden und das ZAE Bayern.
Im Vorhaben wurde untersucht, unter welchen Randbedingungen und in welchen Anwendungsbereichen Perspektiven für solare Kühlung liegen. Es erfolgte eine energetische Evaluation von acht Anlagen mit konventioneller Kältetechnik (mittels Monitoring) und es zeigte sich, dass durch eine optimierte Planung und Auslegung Effizienzsteigerungen möglich sind. In Vergleichsstudien fand eine Gegenüberstellung solarthermischer und solarelektrischer Ansätze zur Gebäudeversorgung und in gewerblicher Anwendung statt. Am Beispiel der Gebäudeversorgung ließen sich die Voraussetzungen benennen, unter denen solarthermische Verfahren kostenmäßig und primärenergetisch Vorteile gegenüber einer solarelektrischbasierten Lösung erreichen. Projektpartner sind das Fraunhofer ISE, das ILK Dresden und das ZAE Bayern.
Der Kühlungsbedarf im Büro- und Wohnungsbau steigt seit Jahren auch im europäischen Raum kontinuierlich an. Dies ist sowohl auf architektonische Ursachen als auf das zusehends wärmer und trockener werdende Klima und den höheren Komfortanspruch zurückzuführen. Durch den dazu nötigen Betrieb von Kompressionskältemaschinen werden Stromnetze bei hohen Temperaturen stark belastet. Dieser zusätzliche Energiebedarf addiert sich zu den Spitzenlastzeiten und führt damit zu einem starken Anstieg der CO2- Emissionen bei Einsatz fossiler Energieträger. Da Dachflächen oftmals bereits zur Gewinnung erneuerbarer Energie (Photovoltaik, Solarthermie) beansprucht werden, soll in diesem Vorhaben die energetische Erschließung der Fassade mit einem thermisch angetriebenen System zur Klimatisierung kombiniert werden. Die Verbindung dieser beiden Technologien ist ein neuartiger Lösungsweg, der in dieser Art noch nicht beschritten wurde. Ziel ist die Entwicklung eines solar-sorptionsgestützten Klimalüftungssystems mit einem Luft-Luft-Wärmeübertrager, welcher die solare Wärme des Kollektors für die Hausbeheizung oder Kühlung umsetzt. Im Falle der Kühlung wird der Zuluftstrom in dem Luft-Luft Wärmetauscher isotherm entfeuchtet. Durch eine anschließende gezielte Nachbefeuchtung wird dieser gekühlt und direkt in den Wohnraum eingebracht. Gleichzeitig kann das System aber auch für eine Heizungsunterstützung eingesetzt werden. Hierbei wird durch den Kollektor und den sorptiven Wärmetauscher eine Vorerwärmung der Außenluft erreicht. Damit wird eine umweltfreundliche und ressourcenschonende Heizung und Kühlung für Wohn- und kleine Bürogebäude ermöglicht. Das Projekt trägt damit unmittelbar zu einer nachhaltigen Entwicklung insbesondere im Hinblick auf Klima, Ressourcenschutz und Emissionsvermeidung bei.
| Origin | Count |
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| Bund | 12 |
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| Förderprogramm | 12 |
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| offen | 12 |
| Language | Count |
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| Deutsch | 12 |
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