Ausgangssituation
Kompressionswärmepumpen sind in gewissen Bereichen bereits sehr gut etabliert, jedoch finden sie in der Industrie noch eher selten Anwendung. Ein wesentlicher Grund dafür ist das in Kompressionswärmepumpen das Arbeitsmittel auf Grund der thermodynamischen Eigenschaften den Einsatz stark einschränkt. Hier bieten Rotationswärmepumpen (engl. RHP) von ecop den Vorteil eines in Bezug auf die Temperatur flexiblen Prozess mit umweltfreundlichen, nicht brennbaren Arbeitsgas. Die Anwendung hat sich bereits im Betrieb einer Referenzanlage und Prototypen als erfolgreich gezeigt, jedoch konnte die Steuerung bisher nur manuell ausgeführt werden. In Bezug auf die Regelung stehen für Kompressionswärmepumpe zahlreiche Publikationen und theoretische Grundlagen sowie kommerzielle Regler zur Verfügung. Diese können über “Default Einstellungen” für z.B. das
Expansionsventil bereits vorab ein gut abgestimmtes System liefern. Die wesentlichen Unterscheidungsmerkmale einer Rotationswärmepumpe zu konventioneller Wärmepumpe in Bezug auf Grundprinzip, Aufbau und Wirkungsweise erfordern den Aufbau von Grundlagenwissen und die detaillierte Analyse von einzelnen Komponenten. Regelsysteme und Strategien für kommerzielle
Wärmepumpen können nicht übertragen werden, da sowohl zusätzliche Regelparameter vorhanden sind als auch weitere nicht vergleichbare komplexe Zusammenhänge eingebracht werden müssen.
Projektverlauf
Zum aktuellen Zeitpunkt wurden bereits erste Modelle von einzelnen Komponenten erstellt und mittels Computational Fluid Dynamic (CFD) simuliert. Diese wurden in ersten Tests bereits in eine dynamische Simulationsumgebung eingebunden und werden in der Anwendung untersucht.
Meilensteine
– Berichtswesen abschließen
– Komponenten für den Export in die dynamische Simulationsumgebung fertiggestellt
– Validierter DigitalTwin für Entwicklung der Regelstrategien verfügbar
– Umfangreiche Regelstrategie entwickelt
– Erfolgreich abgeschlossene Controller in the Loop – Tests
– Erfolgreiche Übertragung der Regelparameter auf reale Anlage und Funktionsbestätigung
– Erfolgreiche Übertragung der Regelparameter auf reale Anlage und Funktionsbestätigung
