E 2 ARBEITSGRUPPE FÜR ERNEUERBARE ENERGIEN UND ENERGIEEFFIZIENZ. Arbeitsgruppe E² - Erneuerbare Energien + Energieeffizienz

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1 Arbeitsgruppe E² - Erneuerbare Energien + Energieeffizienz

2 Arbeitsschwerpunkte Erneuerbare Energien und Energieeffizienz beim Heizen und Kühlen Solartechnik Heiztechnik, Wärmepumpen, BHKW Energiesparendes Bauen Solare Kühlung, Kraft-Wärme-Kälte- Kopplung (Sorptionstechnik) Arbeitseffiziente Versuchsplanung Arbeitsgruppe Rund 10 Wissenschaftliche Mitarbeiter Studentische u. Wissensch. Hilfskräfte Projekte Öffentlich gefördert von BMBF, BMU, BMWi, Land NRW, Industrieaufträge

3 Rechnersimulationen Abbildung gesamter Energiesysteme in einem Computermodell unter Matlab / Simulink mit den Toolboxen Carnot und Stateflow und unter TRNSYS (+ eigene Modellerweiterungen) Dynamische Jahressimulationen mit hoher zeitlicher Auflösung Projektbeispiele - Abwasser-Wärme/Kälte-Nutzung - PV/Thermie-Hybrid-Solarkollektor - Solare Nahwärme - Solare Prozesswärme - Solare Kühlung - Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung - Gasheizgerät + Elektro-Wärmepumpe - Heizsystem mit Zeolith-Wärmepumpe

4 Hardware-in-the-Loop- Prüfstandtechnik Betrieb von Geräten gekoppelt über einen automatisierten HiL-Prüfstand mit Echtzeit- Simulationen aller Peripheriekomponenten Fluidströme (Heizungswasser, Sole) HIL-Prüfstand Hardware Wärmepumpe Vorteile: praxisnaher Betrieb der Geräte im Labor wie in einer realen Einbausituation Feldtests im Labor unabhängig von der Jahreszeit, Veränderung der Peripherie (Gebäude, Wetter, etc.) per Mausklick, geringer Feldtest -Betreuungsaufwand Projektbeispiele HiL-Prüfstände für Wärmepumpen, KWKK und Solare Kühlung Rechner- Schnittstelle für Messwerte-Input und Sollwerte-Output Simulation Gebäude, etc.

5 Labor- und Feldtests Leistungstests im Labor: Heizgeräte, Elektro/Gas-Wärmepumpen, BHKW, Monitoring und Tests an Solaranlagen - Warmwasser-Solaranlage an FH D mit 45 m² Kollektorfläche (4 Typen) - Solare Kühlung an FH D - 17,5 kw Yazaki-Kältemaschine - 50 m² Röhrenkollektoren - 0,5 5 m³ Wärme-/Kältespeicher - Solare Prozesswärme bei Fa. Steinbach & Vollmann, Fa. Hustert, - Solare Nahwärme in Speyer, Jena, Norderney, - mit Wärmepumpe, Holzheizkessel, etc. in Einfamilienhäusern Betriebsverhalten elektrischer Infrarot- Deckenstrahler, Luft/Fußboden-Heizung, Behälter mit Thermo-Lackierung, etc.

6 Energieanalysen Energieversorgungskonzepte Energieausweise Vorschläge für Energiespar-Maßnahmen Spezielle Messtechnik Clamp-on-Ultraschall-Sensoren zur Durchflussmessung in Rohren ( von außen ohne Eingriff in das Rohr) Infrarot-Thermografie-Kamera Projektbeispiele Energiekonzepte für Industriebetriebe (Metallverarbeitung, Galvanik, Lebensmittel), Krankenhäuser, FH Düsseldorf Energieausweise für Ein-/Mehrfamilienhäuser, Herrenhäuser am Niederrhein, Düsseldorfer Schulen Clamp-on-Ultraschall-Messtechnik Krankenhaus, Mülheim Thermografie Lippisches Landesmuseum, Detmold

7 Studien Sorptionskälte aus Fernwärme Heizgeräte für 3-l-Häuser Wärmequellen für Klein-Wärmepumpen CO 2 -Wärmepumpen Wärmeentzugsleistung von Erdsonden Passivhaus-Gerätekonzepte Brennwertnutzung bei Kamingeräten Solarspeicher mit integriertem Gasbrenner Biogas aus Pferdemist Betriebsverhalten von Heizungsanlagen Energieeinsparung an der FH D Solaranlage + Rückbau 2 km Warmwassernetz Fernwärme /GJ Mio. kwh/a Altbau inkl. WW A-N-B Trakt E-Trakt Energiesparprojekte an FHD Grundlegende Energieanalyse Rückbau Warmwassernetz + Solaranlage Stromsparaktion An/Aus - Umschalten für Übermorgen

8 DoE Design of Experiments arbeitseffiziente Methodik für Parametervariationen an technischen Systemen bei Experimenten und Rechnersimulationen einsetzbar insbesondere nützlich bei einer großen Anzahl an Einflussfaktoren großer Erkenntnisgewinn bei minimiertem Aufwand auch mehrschrittige Vorgehensweise - Grobanalyse mit Screening-Plänen faktorieller DoE-Plan für 3 Parameter Eckpunkte Zentralpunkt 2 K 20 K Hysterese - Detailanalyse mit teilfaktoriellen, faktoriellen und zentral zusammengesetzten Plänen 35 C 200 L 1000 L Speichervolumen 70 C

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