Energieflexibler Klimaraum
Zur Untersuchung, wie die Energienachfrage bei klimatisierten Produktionsumgebungen in Zukunft flexibel an das immer stärker schwankende Energieangebot aus erneuerbaren Energien angepasst werden kann, wurde im Oktober 2019 der Bau eines innovativen und energieflexiblen Klimaraumes in der ETA-Fabrik des PTW in Kooperation mit dem Institut für Statik und Konstruktion (ISMD) fertiggestellt. Der energieflexiblen Klimaraum ermöglicht mit Hilfe verschiedener Betriebsstrategien und erweiternder Hardware-Komponenten die Quantifizierung des Energieflexibilisierungspotentials bei klimatisierten Produktionsumgebungen.
TU Darmstadt: PTW / ETA-Fabrik / Adrian von Hayn
Der Klimaraum und dessen Versorgungssystems in der ETA-Fabrik verfügt daher über:
- ein Kältespeicher zur zeitlichen Entkopplung von Kälteerzeugung- und bedarf (mit Phasenwechselmaterial nachrüstbar)
- Modular austauschbare und thermisch aktive Wandelemente zur Untersuchung der Speicherkapazität verschiedener Materialien und deren Einflüsse auf das Regelverhalten des Raumes
- ein klassisches Umluftgerät als Referenzfall
- ein Energieleitstand, der den Raum ansteuert und die Messdaten zusammenführt
Der Raum ist so konzipiert, dass er verschiedene Temperaturniveaus abbilden kann, die typisch für verschiedene Produktionsprozesse sind. Er ist an die thermischen Netze der ETA-Fabrik angebunden und verfügt über umfangreiche Sensorik wie Temperatursensoren, einem Luftfeuchtigkeits- und CO2-Sensor und Wärmemengenzähler. Mit Hilfe des Energieleitstandes lassen sich verschiedene Betriebszustände wie eine Raumkühlung über die Wandelemente oder das Umluftgerät und Bezug der Kälte aus dem Speicher oder dem thermischen Netz einstellen.
Künftig soll eine „smarte“ Kältemaschine nachgerüstet werden. Diese wird in der Lage sein, Kältebedarfsprofile selbstständig zu erlernen und Optimierungsalgorithmen dezentral durchzuführen. Geplant sind weiterhin Untersuchungen zu gebäudeintegrierten Flexibilisierungsmaßnahmen und zur thermischen Interaktion zwischen Maschine und dem Raumklima.
Zusätzlich dient der Klimaraum als Demonstrator um verschiedene Klimatisierungskonzepte und Betriebsstrategien abzubilden und zu vergleichen. So können generierte Messergebnisse zur Validierung von Simulationen genutzt und das Energieflexibilitätspotential der Raumklimatisierung in der Industrie ermittelt werden.