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.
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.
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.
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.
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.
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.
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