In der Praxis sind Großwärmepumpen meist nicht für schnelle Laständerungen ausgelegt, sondern für den kontinuierlichen Grundlastbetrieb. Zahlreiche Studien haben jedoch gezeigt, dass ein steuerungsunterstützter dynamischer Betrieb ein erhebliches Optimierungspotenzial bietet. Dies kann unter anderem zu einer verbesserten Energieeffizienz, niedrigeren Stromkosten und einer geringeren Störanfälligkeit führen. Erst recht in Zukunft kann die effiziente Nutzung nachhaltiger Wärme aufgrund steigender CO₂-Preise bzw. Gaspreise für eine ökonomische Überlegenheit gegenüber herkömmlicher Wärmeerzeugung sorgen.
Hier am Institut wird ein dynamisches Regelkonzept für eine Hochtemperatur-Großwärmepumpe in einer Feldversuchsanlage auf Basis simulativer transienter Modelle entwickelt und anschließend mithilfe von experimentellen Daten validiert. Bei der Großwärmepumpe handelt es sich um eine Kompressionswärmepumpe mit Lösungskreislauf und Ammoniak-Wasser als natürliches Kältemittelgemisch (mehr dazu). Mithilfe einer Wärmepumpe soll der Vakuum-Verdampferprozess so umgerüstet werden, dass die bisher eingesetzten Gaskessel- und Kälteanlagen durch eine effiziente Nutzung der Kondensationsabwärme ersetzt werden, wodurch die Betriebskosten deutlich gesenkt werden. Ziel ist es, durch die Entwicklung dynamischer Regelstrategien innerhalb eines virtuellen Zwillings die reale Anlage vorausschauend im Hinblick auf die Steigerung der Energieeffizienz, frühzeitige Fehlererkennung und Kostensenkungen betreiben zu können.
Das Projekt wird über das Zentrale Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) für FuE-Projekte gefördert und in Zusammenarbeit mit der Steffen Hartmann Recyclingtechnologien GmbH bearbeitet.
Förderkennzeichen: KK5174903
Bearbeitung
30823 Garbsen
