SolarCoolingOpt – Primärenergetische Optimierung von Anlagen zur solaren Kühlung mit effizienter Anlagentechnik und innovativen Regelstrategien

Solar Cooling Opt

Solarthermische Kühlanlagen sind nur dann energetisch sinnvoll, wenn sie deutlich weniger elektrische (Hilfs-)Energie benötigen als konventionelle Kompressionkältemaschinen. Leider ist dies bei den bisher gebauten Anlagen in vielen Fällen nicht der Fall. Daher zielt dieses Projekt darauf ab, den Primärenergieverbrauch von solarthermischen Kühlanlagen durch verbesserte Anlagenkonzepte, verbesserte Komponenten und Regelstrategien zu reduzieren.

Monitoring von Anlagen zeigt, dass diese Anlagen in vielen Punkten optimiert werden können. Dazu gehören Stromverbrauch der eingesetzten Pumpen, Anlagenkonfigurationen und Regelungsstrategien z.B. Drehzahlregelung von Pumpen.
Ziel des Projektes ist die Reduzierung des Primärenergieverbrauchs von Anlagen zum solaren Heizen und Kühlen, das mit folgenden Mitteln erreicht werden soll:

  • Entwicklung von verbesserten Komponentenmodellen für die Simulation
  • Erstellung von Lastprofilen für typische Anwendungsszenarien
  • Entwicklung von optimierten System- und Regelungskonzepten für Gebäude- und Industrieanwendungen
  • Entwicklung einer effektiven Rückkühleinheit
  • Lebenszyklusanalyse der optimierten Konzepte
  • Nachweis der Wirksamkeit der optimierten Konzepte durch Umsetzung an bestehenden Demonstrationsanlagen.

Um mittels Simulation Anlagen optimieren zu können, und das betrifft vor allem optimierte Regelungsstrategien, bedarf es genauerer Komponentenmodelle wie z.B. für die Kältemaschine und das Sorptionsrad, die in derzeit verwendeten Modellen stark vereinfacht dargestellt wird.
Parallel dazu werden typische Lastprofile für verschiedene Anwendungsbereiche von solarthermischer Kühlung (z.B. Bürogebäude, Hotels, Krankenhäuser, Lebensmittelmärkte sowie ausgewählte Industriebranchen) erstellt. Für industrielle Anwendungen wird insbesondere auch die Verfügbarkeit von Abwärme aus dem jeweiligen Industriebetrieb berücksichtigt, mit der thermische Kältemaschinen angetrieben werden können.
Im nächsten Schritt werden dann Lastszenarien ausgewählt, die besonders vielversprechend für den Einsatz von solarthermischer Kühlung sind und für die Systemkonzepte entwickelt werden. Es werden sowohl für Absorptionskältetechnik, als auch für DEC – Technologie und auch für den industriellen Bereich Systemkonzepte entwickelt. Anschließend werden mit den neuentwickelten Komponentenmodellen Optimierungsrechnungen durchgeführt, mit dem Ziel den Primärenergieverbrauch des Systems so weit wie möglich zu reduzieren.
Zur Bewertung der Primärenergieeffizienz des Gesamtsystems (inkl. aller energierelevanten Prozessschritte über den gesamten Lebensweg) wird begleitend zu den erarbeiteten Effizienzsteigerungsmaßnahmen eine Lebenszyklusanalyse durchgeführt.
An drei Demonstrationsanlagen werden die neuentwickelten Regelungs- und Systemkonzepte umgesetzt und die Wirksamkeit der gesetzten Maßnahmen durch Monitoring verifiziert.
Als Projektergebnis sollen für typische Anwendungsfälle (Gebäude- und Industriebreich) optimierte System- und Regelungskonzepte für (solar)thermisches Kühlen zur Verfügung stehen. Der Primärenergieverbrauch dieser Systeme soll auf ein Minimum reduziert sein. Außerdem steht eine effiziente und hygienische Nassrückkühleinheit als Prototyp zur Verfügung. Die Ergebnisse des Projekts können von den Partnerfirmen aber auch von anderen österreichischen Firmen direkt beim Bau von neuen Anlagen in Österreich und auch im Export genutzt werden.

Solar Cooling Opt

SolarCoolingOpt – Primärenergetische Optimierung von Anlagen zur solaren Kühlung mit effizienter Anlagentechnik und innovativen Regelstrategien

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About energyit

Energy & IT is a research group at the Institute of Computer Technology at the Vienna University of Technology. We work in research projects of two domains, on one side power engineering and information technology (IT) on the other side, with our goal of connecting both fields of research. The CO2-complex of problems, rising energy demand, and use of IT are causing a fundamental change of electrical energy usage. The tasks of IT inside the energy system starts with sensory data acquisition of usage data, including databases, electrical energy services, up to global distributed control mechanisms of distributed energy resources.
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