Das Projekt "Teilvorhaben: Betriebliche Umsetzung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Philipp Kirsch GmbH durchgeführt. Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines Demonstrators eines medizintechnischen Tiefkühlschranks, der auf Basis des magnetokalorischen Effekts 20-30% effizienter kühlt. Der Demonstrator soll neben der höheren Effizienz im Vergleich zu aktuellen Kompressorsystemen auch auf klimaschädliche Kältemittel verzichten. Während aktuelle Prototypen magnetokalorischer Kühlschränke auf Grund des Systemdesigns kaum Energieeinsparpotentiale erzielen, verspricht das hier vorgestellte Funktionsprinzip auf Basis von thermischen Dioden und latenten Wärmetransports die Ziele tatsächlich erreichen zu können. Als erster Markt wird im Rahmen dieses Projektes die Medizintechnik adressiert. Sie eignet sich als Pilotmarkt, da sie ein Anwendungsfeld mit genügend hohem Umsatzpotential und geringerem Preisdruck darstellt. Nach erfolgreicher Markteinführung kann die Magnetokalorik die Kompressortechnologie in vielen weiteren Anwendungen, z.B. in Haushalt, Industrie, Gewerbe und Verkehr, schrittweise ablösen. Das Projekt bietet somit die Chance, in Deutschland die Technologieführerschaft für eine neue, disruptive Schlüsseltechnologie aufzubauen.
Das Projekt "Teilvorhaben: Magnetokalorische Materialien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von VACUUMSCHMELZE GmbH & Co. KG durchgeführt. Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines Demonstrators eines medizintechnischen Tiefkühlschranks, der auf Basis des magnetokalorischen Effekts 20-30% effizienter kühlt. Der Demonstrator soll neben der höheren Effizienz im Vergleich zu aktuellen Kompressorsystemen auch auf klimaschädliche Kältemittel verzichten. Während aktuelle Prototypen magnetokalorischer Kühlschränke auf Grund des Systemdesigns kaum Energieeinsparpotentiale erzielen, verspricht das hier vorgestellte Funktionsprinzip auf Basis von thermischen Dioden und latenten Wärmetransports die Ziele tatsächlich erreichen zu können. Als erster Markt wird im Rahmen dieses Projektes die Medizintechnik adressiert. Sie eignet sich als Pilotmarkt, da sie ein Anwendungsfeld mit genügend hohem Umsatzpotential und geringerem Preisdruck darstellt. Nach erfolgreicher Markteinführung kann die Magnetokalorik die Kompressortechnologie in vielen weiteren Anwendungen, z.B. in Haushalt, Industrie, Gewerbe und Verkehr, schrittweise ablösen. Das Projekt bietet somit die Chance, in Deutschland die Technologieführerschaft für eine neue, disruptive Schlüsseltechnologie aufzubauen.
Das Projekt "Teilvorhaben: numerische Simulation des Gesamtsystems und energetische Analyse des Demontrators" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von INNIUS GTD GmbH durchgeführt. Im Verbundvorhaben 'Solare magnetische Klimatisierung von Gebäuden (SOMAK)' sollen die Flexibilisierungspotentiale von DEC-Klimaanlagen vergrößert werden (Dessicant and Evaporative Cooling = trocknende und verdunstende Kühlung und ermöglicht im Sommer die Entfeuchtung und Kühlung der Luft, ohne dass dazu eine Kältemaschine benötigt wird). Im Speziellen wird eine magnetokalorische Wärme- und Kälteanlage (MKK) konstruiert und untersucht bei Nutzung eines 'Hardware in the Loop' Versuchsstandes. In einem zweiten Schritt werden numerische Modelle zur MKK-Einheit entwickelt und deren Verhalten in einer komplexen Gebäudesimulation energetisch bewertet. Den dritten wesentlichen Schwerpunkt stellt die Erstellung von Planungsmitteln für derartige neue Systeme dar. Die Analysen werden dabei in enger Abstimmung mit den beteiligten Industriepartnern durchgeführt, um eine sehr hohe Praxisnähe zu gewährleisten. Es werden zunächst Voruntersuchungen an einem Demonstrator durchgeführt, um geeignete grundlegende Parameter für die Werkstoffe sowie für die Konstruktion der MKK-Einheit zu bestimmen. Daraufhin folgt die ausführliche messtechnische Analyse des Demonstrators und dessen Einbindung in eine DEC-Klimaanlage. Ausführlich sollen numerische Analysen über die Kühlperiode von Gebäuden durchgeführt werden. Die hierbei gewonnen Ergebnisse sollen in Hinblick auf die eingesetzte Endenergie und die Wärmephysiologie im Raum bewertet werden. Im letzten Arbeitspaket steht die Ergebnissaufbereitung für die Praxis im Mittelpunkt der Betrachtungen. Im vorliegenden Teilvorhaben liegen die Schwerpunkte der INNIUS GTD GmbH in der numerischen Simulation des Gesamtsystems als Hilfsmittel, der Umsetzung der energetischen Analyse im Hinblick auf ein BIM-Konzept und der planerischen Beteiligung an der Konstruktion / Inbetriebnahme des HIL-Versuchsstandes.
Das Projekt "Teilvorhaben: Systementwicklung und Messtechnik" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Physikalische Messtechnik durchgeführt. Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines Demonstrators eines medizintechnischen Tiefkühlschranks, der auf Basis des magnetokalorischen Effekts 20-30% effizienter kühlt. Der Demonstrator soll neben der höheren Effizienz im Vergleich zu aktuellen Kompressorsystemen auch auf klimaschädliche Kältemittel verzichten. Während aktuelle Prototypen magnetokalorischer Kühlschränke auf Grund des Systemdesigns kaum Energieeinsparpotentiale erzielen, verspricht das hier vorgestellte Funktionsprinzip auf Basis von thermischen Dioden und latenten Wärmetransports die Ziele tatsächlich erreichen zu können. Als erster Markt wird im Rahmen dieses Projektes die Medizintechnik adressiert. Sie eignet sich als Pilotmarkt, da sie ein Anwendungsfeld mit genügend hohem Umsatzpotential und geringerem Preisdruck darstellt. Nach erfolgreicher Markteinführung kann die Magnetokalorik die Kompressortechnologie in vielen weiteren Anwendungen, z.B. in Haushalt, Industrie, Gewerbe und Verkehr, schrittweise ablösen. Das Projekt bietet somit die Chance, in Deutschland die Technologieführerschaft für eine neue, disruptive Schlüsseltechnologie aufzubauen.
Das Projekt "Teilvorhaben: experimentelle Komponentenuntersuchungen, energetische Analyse und Demonstratorkonstruktion" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden e.V. durchgeführt. IIm Verbundvorhaben 'Solare magnetische Klimatisierung von Gebäuden (SOMAK)' sollen die Flexibilisierungspotentiale von DEC-Klimaanlagen vergrößert werden (Dessicant and Evaporative Cooling = trocknende und verdunstende Kühlung, dies ermöglicht im Sommer die Entfeuchtung und Kühlung der Luft, ohne dass dazu eine Kältemaschine benötigt wird). Im Speziellen wird eine magnetokalorische Wärme- und Kälteanlage (MKK) konstruiert und untersucht bei Nutzung eines 'Hardware in the Loop' Versuchsstandes. In einem zweiten Schritt werden numerische Modelle zur MKK-Einheit entwickelt und deren Verhalten in einer komplexen Gebäudesimulation energetisch bewertet. Den dritten wesentlichen Schwerpunkt stellt die Erstellung von Planungsmitteln für derartige neue Systeme dar. Die Analysen werden dabei in enger Abstimmung mit den beteiligten Industriepartnern durchgeführt, um eine sehr hohe Praxisnähe zu gewährleisten. Es werden zunächst Voruntersuchungen an einem Demonstrator durchgeführt, um geeignete grundlegende Parameter für die Werkstoffe sowie für die Konstruktion der MKK-Einheit zu bestimmen. Daraufhin folgt die ausführliche messtechnische Analyse des Demonstrators und dessen Einbindung in eine DEC-Klimaanlage. Ausführlich sollen numerische Analysen über die Kühlperiode von Gebäuden durchgeführt werden. Die hierbei gewonnen Ergebnisse sollen in Hinblick auf die eingesetzte Endenergie und die Wärmephysiologie im Raum bewertet werden. Im letzten Arbeitspaket steht die Ergebnissaufbereitung für die Praxis im Mittelpunkt der Betrachtungen. Im vorliegenden Teilvorhaben liegen die Schwerpunkte des Leibniz-Instituts für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden in den experimentellen Material- und Komponentenuntersuchungen sowie der energetischen Analyse.
Das Projekt "Spin-Gitter Kopplung in magnetokalorischen Materialien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Jülich GmbH, Jülich Centre for Neutron Science (JCNS), Neutronenforschung (JCSN-2) Streumethoden durchgeführt. Magnetokalorische Kühlung ist eine umweltfreundliche Technologie, die eine potentiell deutlich höhere Energieeffizienz (ca. 20-30%) hat als herkömmliche Gas-Kompressionstechnologien. Der magnetokalorische Effekt (MCE), der im magnetokalorischen Kühlkreislauf ausgenutzt wird, beruht auf Entropieänderungen von magnetischen Materialien in angelegten magnetischen Feldern, die hinwiederum zu einer Temperaturänderung des Materials führen. Da die Anforderungen an magnetokalorische Materialien sehr hoch sind, gibt es noch einen großen Bedarf für die Entwicklung geeigneter Verbindungen mit optimierten Eigenschaften. Zusätzlich gibt es viele offene Fragen, was das fundamentale Verständnis des dem magnetokalorischen Effektes zugrundeliegenden Mechanismus betrifft, der auf Spin-Gitter Kopplung beruht. Ziel des Vorhabens ist es ein tieferes Verständnis dieses Mechanismus zu erhalten. Hierzu konzentrieren wir uns auf die Charakterisierung der magnetischen Strukturen und der magnetischen Anisotropie, die Auswirkung der magnetischen Phasenumwandlungen auf die Kristallstruktur und die Kopplung zwischen Spin- und Gitterdynamik. Außerdem führen wir multiparametrische Studien als Funktion der chemischen Zusammensetzung, der Temperatur und des hydrostatischen Drucks durch, um eine solide Grundlage für die wissensbasierte Optimierung der Materialien zu erhalten. Das Vorhaben wird als Mobilitätsprojekt im Rahmen der bereits bestehenden Kooperation zwischen dem FZJ und der Al-Quds Universität umgesetzt.
Das Projekt "Teilvorhaben: energetische Analyse, experimentelle Komponentenuntersuchungen sowie Demonstrator- und HIL-Versuchsstandkonstruktion und Inbetriebnahme" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Energietechnik, Professur für Gebäudeenergietechnik und Wärmeversorgung durchgeführt. Im Verbundvorhaben 'Solare magnetische Klimatisierung von Gebäuden (SOMAK)' sollen die Flexibilisierungspotentiale von DEC-Klimaanlagen vergrößert werden (Dessicant and Evaporative Cooling = trocknende und verdunstende Kühlung, dies ermöglicht im Sommer die Entfeuchtung und Kühlung der Luft, ohne dass dazu eine Kältemaschine benötigt wird). Im Speziellen wird eine magnetokalorische Wärme- und Kälteanlage (MKK) konstruiert und untersucht bei Nutzung eines 'Hardware in the Loop' Versuchsstandes. In einem zweiten Schritt werden numerische Modelle zur MKK-Einheit entwickelt und deren Verhalten in einer komplexen Gebäudesimulation energetisch bewertet. Den dritten wesentlichen Schwerpunkt stellt die Erstellung von Planungsmitteln für derartige neue Systeme dar. Die Analysen werden dabei in enger Abstimmung mit den beteiligten Industriepartnern durchgeführt, um eine sehr hohe Praxisnähe zu gewährleisten. Es werden zunächst Voruntersuchungen an einem Demonstrator durchgeführt, um geeignete grundlegende Parameter für die Werkstoffe sowie für die Konstruktion der MKK-Einheit zu bestimmen. Daraufhin folgt die ausführliche messtechnische Analyse des Demonstrators und dessen Einbindung in eine DEC-Klimaanlage. Ausführlich sollen numerische Analysen über die Kühlperiode von Gebäuden durchgeführt werden. Die hierbei gewonnenen Ergebnisse sollen in Hinblick auf die eingesetzte Endenergie und die Wärmephysiologie im Raum bewertet werden. Im letzten Arbeitspaket steht die Ergebnissaufbereitung für die Praxis im Mittelpunkt der Betrachtungen. Im vorliegenden Teilvorhaben liegen die Schwerpunkte der TU Dresden in der energetischen Analyse, experimentellen Komponentenuntersuchungen, der Demonstratorkonstruktion, sowie der Konstruktion / Inbetriebnahme des HIL-Versuchsstandes.
Das Projekt "MagnetoCool - Magnetocalorisches Kühlgerät" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Liebherr-Hausgeräte Ochsenhausen GmbH durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung, Erprobung und Systemintegration eines für die Serienfertigung geeigneten magnetocalorischen Kühlsystems. Hauptziel des Unternehmens ist die Entwicklung des Konzepts zur Integration in Haushaltskühlgeräte. Die Entwicklung durchläuft nach der Grundlagenuntersuchung die Komponentenentwicklung und die Prozessführung, es erfolgt die Übertragung der Ergebnisse auf einen Prototypen. Die Hauptaufgabe des Unternehmens ist die Peripheriekomponentenentwicklung für das magnetocalorische Kühlsystem sowie der Aufbau des Prototypen. Die Anwendung des magnetokalorischen Kühlsystems bedeutet für die Anwender eine Energieeinsparung von 35Prozent bezogen auf die derzeitig effizientesten Kühlmaschinen. Die wirtschaftliche Verwertung der Projektergebnisse erfolgt im Unternehmen im Wesentlichen durch die Integration des Systems in die Produkte des Unternehmens.
Das Projekt "Entwicklung eines energiesparnden, immanent F-Gase-freien, magnetokalorischen Haushaltskühlschranks" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von MagnoTherm Solutions GmbH durchgeführt.
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