ExBop

Exergetische Betriebsoptimierung für eine effektive Nutzung von Wärmeenergiequellen und Minimierung von Hilfsenergien

Ziel des Forschungsvorhaben ist eine Betriebsstrategie, die sämtliche Wärmeenergiequellen, wie z.B. Abwärme, Solarthermie, Umgebungsluft, aber auch Hochtemperaturquellen, wie z.B. Biomasseverbrennung, KWK, Fernwärme in HLK-Systeme integriert, die Exergievernichtung minimiert und zu signifikanten Energieeinsparungen im Bereich der Hilfsenergien führt.

Diese optimale Betriebsstrategie besitzt eine hohe Übertragbarkeit für eine Vielzahl moderner und konventioneller Heizungssysteme und ist damit sowohl auf Neubauten, wie auch auf Sanierungen anwendbar. Es wird ein universaler Systemanschluss geschaffen, mit dem es möglich ist, sämtliche Wärmeenergiequellen effektiv zu nutzen. Dieser ist ebenfalls für zukünftige Entwicklungen im Bereich der Quellen gerüstet, insbesondere für stark schwankende Temperaturniveaus.

Etwa 30 % bis 50 % Hilfsenergieeinsparung sind realistisch. Damit ist die exergetische Betriebsoptimierung (ExBop) auch gleichzeitig eine energetische Betriebsoptimierung (EnBop). Zusätzlich erzeugt ExBop einen geringeren apparativen Aufwand (z.B. gar keine, bzw. deutlich kleinere Wärmespeicher, keine Beimischschaltungen).

Erreicht wird eine effektive Nutzung von Wärmeenergiequellen und Minimierung von Hilfsenergien, wenn das angebotene Temperaturniveau nahezu vollständig in Nutzwärme umgewandelt werden kann, so dass die Rücklauftemperatur der Umgebungstemperatur entspricht. Dies erfordert jedoch die neuartige ExBop Betriebsweise, da es ansonsten zu einer inhomogenen Wärmeverteilung kommt.

Anhand von numerischen 1D Simulationen und einer experimentellen Untersuchung an einem HiL Prüfstand wird die Funktionsweise nachgewiesen. Durch den Industriepartner, der u.a. den Regelalgorithmus in reale Regler integrieren wird, ist der Transfer in die Praxis gesichert.