Standardisierung der Planung und Regelung von...
Transcript of Standardisierung der Planung und Regelung von...
Jens Teichmann Modularisierung Hydraulischer Systeme, 1
Standardisierung der Planung und Regelung von hydraulischen TGA-Systemen Jens Teichmann, wissenschaftlicher Mitarbeiter, RWTH Aachen University
FachverbandGebäude-Klima e. V.
Berlin, 14./15. April 2016
Jens Teichmann Modularisierung Hydraulischer Systeme, 3
Komplexere Energiesysteme in modernen Gebäuden
Jens Teichmann Modularisierung Hydraulischer Systeme, 4
ZUGABE: Zukünftige hydraulische Systeme für die Verteilung von Wärme und Kälte in modernen neuen oder sanierten Gebäuden mit unterschiedlichen Abnehmern und Erzeugern
Ziel: Verbesserung des Planungsprozesses und der Regelung hydraulischer Systeme im Gebäude
Ansatz: • Baukastenprinzip (Modularisierung) • Lokale unabhängige Regelung • Regelungsintelligenz in Pumpe
Projektbeteiligte:
Vorstellung Forschungsprojekt ZUGABE
Jens Teichmann Modularisierung Hydraulischer Systeme, 5
Forschungsansatz: Modularisierung
Verteiler
Rohr- netz
Jens Teichmann Modularisierung Hydraulischer Systeme, 6
Arbeitspakete ZUGABE
Konzeption zukünft. Übergabesysteme
Modellbildung und Simulation
Regelungsentwicklung und Adaption
Testumgebungen
Assistenzfunktionen
Prozessdurchgängigkeit
Funktionsintegration und Sensorik
Erprobung und Tests
3a 0 a
Jens Teichmann Modularisierung Hydraulischer Systeme, 7
Erfassung und Analyse realer Planungsdaten (31 Objekte) Datensammlung und Erstellung von Übersichten (in Datenbank) Vergleich Plandaten – Bestandsanlagen Erforschung von Fehlern und Problemen in den Systemen Einteilung der hydraulischen Systeme in Bausteine (Module)
Grobkonzeption zukünftiger Übergabesysteme
Jens Teichmann Modularisierung Hydraulischer Systeme, 12
Reihenschaltung Pumpen / Mangelnde hydraulische Entkopplung
Planungs„fehler“ – Beispiele
Jens Teichmann Modularisierung Hydraulischer Systeme, 13
Reihenschaltung Pumpen / Mangelnde hydraulische Entkopplung
Doppelte Temperaturregelung Strangregulierventile in einzelnen Heizkreisen
Planungs„fehler“ – Beispiele
Jens Teichmann Modularisierung Hydraulischer Systeme, 14
Definition „Modul“: • Standardisierte Teilsysteme mit bestimmten
Aufgaben und definiertem Anlagenverhalten in einem konkreten Objekt
• Voraussetzung: • Erfüllt Funktion • Geschlossener
hydraulischer Kreis • Enthält eine Pumpe
• Beispiel: Heizkreis EG in Gebäude A
Einteilung der Systeme in Module
EG
Verteiler Verteiler
1. OG
2. OG
Jens Teichmann Modularisierung Hydraulischer Systeme, 15
Wärme Kälte Wärme + Kälte
Warm- wasser
Erzeugung
Verteilung
Übergabe
Kombi
Speicher
Kategorien möglicher Module
Anwendung
Bere
ich
Brennwert-kessel
Gemischter Kühlkreis
Speicher-Ladesystem
Jens Teichmann Modularisierung Hydraulischer Systeme, 16
Freiheitgrade möglicher Module
Erzeuger
Anzahl
Typ / Kombinationen
Brennwertkessel
Wärmepumpe
……..
Hydr. Verschaltung
Reihe
Parallel
Kombination
Hydr. Komponenten / Kopplung
Hydr. Entkopplung
Hydr. Weiche
Verteiler
Wärmeübertrager
Speicher seriell
Pumpe
Eine Pumpe für alle Erzeuger
Keine Erzeugerpumpe
jeder Erzeuger eine Pumpe
Kombinationen
Jens Teichmann Modularisierung Hydraulischer Systeme, 17
Beispiel: Anwendung Kategorien Ziele der Auswertung:
• Abdeckung der Realität durch Modultypen • Häufigkeitsauswertung • Kombinationen Modultypen • Ansteuerung Pumpe • Regelung Modultypen
Abstrahierung der Module in Modultypen
Modul Modultyp
Heizkreis EG Gebäude A
Heizkreis gemischt dp-var
Jens Teichmann Modularisierung Hydraulischer Systeme, 18
Zusammenfassung • Verbesserungsbedarf bei Planung hydr. Netze • Konzept zur Modularisierung erstellt • Aufbau einer Datenbank zur Analyse
Weitere Arbeiten • Definition aller Modultypen (ca. 30-40) • Nachbau Modultypen in Modelica • Aufbau Prüfstände • Entwicklung Regelungen Module • Untersuchung Prozessdurchgängigkeit • Feldtest
Zusammenfassung und Ausblick