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DAKTris – Dynamisches Betriebsverhalten von Absorptionskältemaschinen in gebäudeübergreifenden Trigeneration-Systemen

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Projektleiter Universität Innsbruck: Daniel Neyer

Projektmitarbeiter: Jacqueline Neyer, Alexander Thür, Norbert Hauer

 Projektpartner

Fördergeber: BMVIT, Haus der Zukunft Plus, 4. Ausschreibung (Projekt Nr. 840650)

Laufzeit: 01.07.2013 - 30.06.2016

Eine Möglichkeit Wärme, Kälte und Strom gebäudeintegriert aber auch gebäudeübergreifend bereitzustellen sind Kraft-Wärme-Kälte-Kopplungen (KWKK). Erste Ergebnisse aus einschlägigen Projekten (z.B. PolySMART) mit Anlagen im kleinen Leistungsbereich zeigen die Potenziale aber auch die notwendigen Schritte auf, um die Systeme wirtschaftlich und primärenergetisch sinnvoll auszuführen. Vor allem der Abstimmung der Hauptkomponenten Blockheizkraftwerk (BHKW) und Absorptionskältemaschine (AKM) und der Systemkonfiguration (Verbrauchsprofil, Hydraulik, Regelung, etc.) wird hohe Bedeutung beigemessen.

Absorptionskältemaschine mit BHKW

Bisher wurden für KWKK-Anlagen Standard Absorptionskältemaschinen (AKM), welche für andere Betriebsweisen ausgelegt sind, verwendet. Durch die Anpassung der AKM an die höheren Antriebstemperaturen und die dynamischen Betriebsbedingungen einer KWK-Kopplung und die Umsetzung von Verbesserungspotenzialen im internen Kreislauf sollen die Voraussetzungen für eine erfolgreiche und gleichzeitig vereinfachte (z.B. Trockenkühlturm statt Nasskühlturm) systemtechnische Umsetzung geschaffen werden. Durch die Steigerung der Abwärmenutzung des wärmegeführten BHKWs durch die thermisch angetriebene Kälteerzeugung kann die Laufzeit und damit die jährliche Stromerzeugung deutlich erhöht und somit wirtschaftlicher gemacht werden.

Mit Hilfe marktrelevanter, wirtschaftlicher und primärenergetischer Überlegungen, sowie dynamischen Systemsimulationen sollen geeignete Profile für den gebäudeübergreifenden Betrieb (Wohn- und Nichtwohngebäude mit unterschiedlichen geeigneten Nutzungsprofilen) erstellt und entsprechend angepasste Systemkonfigurationen (mit/ohne Speicher, Wahl des geeigneten BHKW Typs,…) mit passenden Regelungskonzepten ausgelegt werden.

Nach der Anpassung der AKM an diese Betriebsbedingungen werden die unterschiedlichen Systemkonfigurationen in Hardware-in-the-Loop Messungen untersucht. Dabei werden die Systemperformance und das Betriebsverhalten unter dynamischen Bedingungen in Kombination mit parallel laufenden Systemsimulationen realistisch abgebildet und vermessen. Mit dieser Methode ist es möglich das gesamte System bereits im Labor zu analysieren und zu optimieren. Damit werden Zeit und Kosten reduziert und die Chancen einer erfolgreichen Umsetzung der Systeme bzw. Anlagen ist höher. Mit den Daten aus den Labormessungen können Aussagen bzgl. Wirtschaftlichkeit und Primärenergieeffizienz der Systemkonfigurationen getroffen bzw. diese Systeme optimiert werden.

Letztlich kann nur durch die optimale Wahl und Abstimmung der Einzelkomponenten auf Gesamtsystemebene ein wirtschaftlicher und primärenergetisch sinnvoller Betrieb gewährleistet werden und damit ein signifikanter Beitrag zur Reduktion (bei mit biogenen Brennstoffen angetriebenem BHKW sogar Vermeidung) der treibhausrelevanten Emissionen im Gebäudesektor geleistet werden.

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