Laufende Projekte

Stadtklimamodell MOSAIK (2016 - 2019)

Stadtklimamodell MOSAIK (2016 - 2019)

Im Verbundprojekt MOSAIK wird ein innovatives Stadtklimamodell entwickelt, welches in der Lage sein soll, das Stadtmikroklima in Großstädten wie Berlin mit einer räumlichen Auflösung von weniger als 10 m zu simulieren. Das Modell soll als benutzerfreundliches Werkzeug entwickelt werden, welches von Anwendern in der Stadtplanung eingesetzt werden kann. Darin entwickelt die Hochschule Offenburg das Gebäudemodell. Das Gebäudemodell berechnet zonenweise das Raumklima und den Energiebedarf eines Gebäudes in Abhängigkeit der spezifischen Parametrisierung. Das betrifft in erster Linie die Bauphysik der Fassade, die Nutzung des Raumes / Gebäudes, das Nutzerverhalten, die Regelstrategie / Betriebsführung und die technische Gebäudeausrüstung. Als antreibende Variablen werden die Fassaden- und Grenzschichttemperaturen so wie die lokale Einstrahlung und Windgeschwindigkeit (ggf. mit Windrichtung) aus dem Stadtklimamodell vereinbart. Das Gebäudemodell basiert auf einer analytischen Lösung der Fourier'schen Wärmeleitungsgleichung und der Energiebilanz des Raumes, um die Rechenzeit zu minimieren und eine weniger aufwändige Kopplung zwischen Raum- und Stadtklima über die Fassadentemperatur zu ermöglichen.

BMBF 01LP1601C

Kleinskalige Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung mikroKWKK (2015-2018)

Die Bereitstellung von Kälte aus Abwärme ist eine Möglichkeit, Kälte sehr energieeffizient bereitzustellen. Ein großes Potenzial für Adsorptionskältemaschinen liegt in der Leistungsklasse unter 10 kW Kälteleistung. Hier kommen industrielle Abwärme oder Mikro-Blockheizkraftwerke als Antrieb in Frage. In einem Laboraufbau im INES-Technikum und einer modellbasierten, theoretischen Untersuchung wird diese Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung mit einem warmen und einem kalten Speicher und in Verbindung mit einer konventionellen, reversiblen Kältemaschine/Wärmepumpe unter den Aspekten Energieeffizienz und netzreaktiver Betrieb bewertet.

interne Finanzierung, Kooperationsprojekt, DENE-Doktorandenkolleg

Angepasste Regelung und Fernüberwachung von dezentralen, solarbetriebenen Trinkwasseraufbereitungsanlagen ReSoWas (2014 – 2018)

Für viele dezentral gelegene Gebiete ist neben der Knappheit an sauberem Trinkwasser eine fehlende Infrastruktur und damit ein Mangel an Energieträgern kennzeichnend. Hier bietet sich die Nutzung von Solarenergie zum Betreiben von Wasseraufbereitungsanlagen und Entsalzungssystemen an. Benötigt wird ein energieautarkes, robustes und möglichst wartungsfreies Verfahren von der Rohwasserentnahme über die Reinigung bis hin zur Desinfektion und Verteilung Diese Systeme werden heute weltweit und oft in abgelegenen Gebieten eingesetzt. Dazu ist eine robuste Regelung und Fernüberwachung zwingend erforderlich. In diesem Projekt wird eine standardisierte, auf dezentrale, solare Anlagen angepasste Regelungstechnik mit Datenfernübertragung entwickelt.

BMBF 03FH009PX4

Thermoaktive Bauteilsysteme (TABS) und Flächentemperiersysteme (laufend)

Praxisnahe Leistungsmessung an unterschiedlichen bauteilintegrierten Systemen stationär (in Anlehnung an DIN EN 1264, DIN EN 14037 und DIN EN 14240) und dynamisch in der Doppelklimakammer. Auch unter Berücksichtigung von Fassadentechnik und Lüftungskonzept.

Raumluft- und Klimatechnik (laufend)

Leistungsmessung an Systemen der Raumluft- und Klimatechnik unter praxisnahen, stationären und dynamischen Bedingungen in der Doppelklimakammer (keine DIN-Messung). Auch unter Berücksichtigung von Zusatzheiz- und -kühlsystemen. Sondermessungen, z.B. Messung der Tauwasserbildung an Verbindungsstücken für Außenluftkanäle in Innenräumen. Auch Raumluftströmung.

Wärmeversorgung / Heizungstechnik (laufend)

Leistungsmessung an Systemen der Heizungstechnik unter praxisnahen Bedingungen (keine DIN-Messung).

Betriebsoptimierung von Adsorptionskältemaschinen (2017 - 2018)

Messtechnische Evaluierung eines Konzepts zur Prozessoptimierung von Adsorptionskältemaschinen. Mit modellbasierter Datenauswertung.

Forschungsallianz Oberrhein

Vernetzung eines hybriden Smart Grids mit einer Anlage zur Kraft-Wärme-Kältekopplung zur Verbesserung der Netzdienlichkeit (2017 - 2018)

Die Versorgung mit Energie aus regenerativen Energiequellen spielt heute sowohl im Wohnungsbau als auch im Nichtwohnungsbau sowie in der Produktion eine entscheidende Rolle. Nach den Jahrzehnten der durch das EEG geförderten netzparallelen PV-Anlagen ist der Betrieb von PV-Anlagen zur ausschließlichen Netzeinspeisung heute problematisch. Neben wirtschaftlichen Aspekten (geringe Einspeisevergütung) kommt es an sonnenreichen Tagen im Bereich der öffentlichen Netze zu Engpässen bedingt durch eine hohe solare Stromeinspeisung. Hier sind neue Konzepte zur Eigenstromversorgung von Gebäuden und Produktionsanlagen unter Einbeziehung unterschiedlicher Energiequellen und Stromspeicher erforderlich.

Insbesondere Produktionsanlagen aber auch größere Wohn- und Nichtwohngebäude weisen neben dem Bedarf an elektrischem Strom teilweise hohe thermische Bedarfe für die Heizung und Kühlung auf. In der Vergangenheit wurden diese Bedarfe meist getrennt mit Hilfe von Heizkesseln und Kompressionskältemaschinen gedeckt. Durch die Kraft-Wärme-Kopplung (kurz KWK) und deren Erweiterung zur Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung (kurz KWKK) besteht die Möglichkeit, die Abwärme der dezentralen Stromerzeugung zur Deckung zum Heizen oder in Verbindung mit thermisch angetriebenen Kältemaschinen zum Kühlen zu nutzen. Wesentliche Komponenten einer KWKK-Anlage sind das Blockheizkraftwerk, die thermische Kältemaschine sowie der Wärme- und/oder Kältespeicher. Mit einer netzdienlichen Betriebsführung können diese Anlagen das Stromnetz zudem entlasten.

Am INES wurden in den letzten Jahren Laboranlagen sowohl zur Eigenstromversorgung als auch zur Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung errichtet und werden erfolgreich betrieben. Mit diesen Laboranlagen ist es möglich, den typischen Betrieb von Wohn- und Nichtwohngebäuden oder Produktionsanlagen praxisnah zu simulieren und auf Ihre Eignung sowohl für die Eigenstromversorgung auf Basis erneuerbarer Energiequellen als auch für den KWKK-Betrieb zu untersuchen und – in Kombination von beiden – deren Netzdienlichkeit zu optimieren.

Kooperationsprojekt mit E-Werk Mittelbaden