Simulation Forschungsprojekt entwickelt Technologien zur Energieeinsparung

Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Monika Zwettler

ESI Group, Anbieter von Lösungen im Bereich der virtuellen Prototypenerstellung für die Fertigungsindustrie, kündigt die Entwicklung neuer Simulationstechnologien für energieeffizientere Heizungs-, Lüftungs- und Klimatisierungssysteme an. Die Forschungsaktivitäten sind Teil des von der Europäischen Kommission initiierten EnE-HVAC Projektes.

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ESI beteiligt sich an europäischem Projekt zur Entwicklung von Technologien zur Energieeinsparung.
ESI beteiligt sich an europäischem Projekt zur Entwicklung von Technologien zur Energieeinsparung.
(Bild: Dänisches Technisches Institut)

Heizungs-, Lüftungs- und Klimatisierungssysteme (HVAC) machen ca. 35 % des gesamten Energieverbrauchs in Wohn- und Geschäftsgebäuden aus. Obwohl heutzutage die meiste Energie für das Heizen verbraucht wird, gibt es auch für Kühlsysteme einen wachsenden Bedarf, der sich aufgrund des Klimawandels in den kommenden Jahren weiter vergrößern dürfte. Um den Gesamt-Energieverbrauch zu reduzieren, hat die Europäische Kommission die dringende Notwendigkeit erkannt, neue und innovative Technologien zu suchen, mit denen die Effizienz von HVAC-Systemen gesteigert werden kann.

Signifikante Energieeinsparungen

Mit diesem Ziel wurde im Oktober 2012 durch die Europäische Kommission das EnE-HVAC-Projekt ins Leben gerufen. Es wird erwartet, dass das Projekt durch neue und innovative Technologien signifikante Energieeinsparungen bei zukünftigen HVAC-Systemen ermöglicht.

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Diese Technologien umfassen:

  • nanotechnologische Beschichtungen und Oberflächenbehandlungen für einen verbesserten Wärmeaustausch,
  • neue Nano- und Mikromaterialien für die verbesserte Effizienz von Kältemitteln sowie
  • neue nanotechnologische Additive für eine verbesserte Effizienz und Wärmeaustauschfähigkeit von Kühlmitteln.

HVAC-Komponenten modellieren

Das ESI-Forschungsteam mit Sitz im CFD & Multiphysics Center of Excellence in Essen arbeitet an der Entwicklung neuer Methoden für CFD-(Computational Fluid Dynamics) und Multiphysics-Anwendungen mit besonderem Fokus auf der Kopplung multidisziplinärer Software-Tools.

Auf Basis der ACE+ Suite, der CFD- & Multiphysics-Lösung von ESI, entwickelt das Team Ansätze für nanotechnologische Simulationen zur Modellierung spezifischer Teile von HVAC-Komponenten; dazu gehören unter anderem Frostschutz-/Vereisungsschutz-Flächen, Kondensat-Drainagesysteme sowie Verdampfungs- und Wärmeaustauschsysteme.

Genaue Ergebnisse in kurzer Zeit

„Eine gut orchestrierte Synergie zwischen Simulation und experimentellen Tests hilft, die Anzahl physischer Tests, die im Rahmen des EnE-HVAC-Projekts benötigt werden, zu reduzieren.“ sagt Projekt-Koordinator Jacob Ask Hansen vom Dänischen Technologie-Institut. „Das Durchlaufen zahlreicher Iterationen für Stoffsynthese und Oberflächenbeschichtung, gefolgt von Labortests, erfordert viele Mannstunden. Indem man Startwerte aus kleinen Modellversuchen als Input für umfangreiche numerische Modelle verwendet, gewinnen wir extrem wertvolle Informationen für die Auswahl optimaler Oberflächen für umfangreiche physische Großversuche. Dieser iterative Prozess zwischen Experiment und Modellierung ist sehr hilfreich, um möglichst genaue Endergebnisse in kürzerer Zeit zu erhalten“.

Das Projektkonsortium setz tsich zusammen aus sechs industriellen Partnern (Lu-Ve S.p.a. (Italien), EXHAUSTO A/S (Dänemark), ESI GmbH (Deutschland), Dansk Varmepumpe Industri A/S (Dänemark), Carbodeon Ltd. Oy. (Finnland) und Vahterus Oy (Finnland)) sowie zwei Forschungsinstituten (das Dänische Technologie Institut, (Dänemark) und IK4 Tekniker, (Spanien)). (mz)

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