JR-Center for Intelligente Thermische Energiesysteme

In der Leitwarte laufen alle Daten der thermischen Systeme zusammen und sollen zukünftig intelligent ausgewertet und verknüpft werden.
Jeder noch so kleine aber richtig eingesetzte Sensor kann in einem großen Biomassekraftwerk den Wirkungsgrad verbessern

Thermische Systeme verfügen über viele Betriebsdaten, aufgezeichnet durch ihre Sensoren. Um diese effizienter nutzen zu können, erforscht dieses JR-Zentrum Wege zu Ihrer intelligenten Auswertung und Nutzung z.B. für prädiktive Wartung.

 

Die thermische Energieversorgung, z.B. das Heizen oder Kühlen von Gebäuden oder Anlagen, unterläuft eine zunehmende Digitalisierung. Viele thermische Energiesysteme verfügen bereits über Sensoren, deren Betriebsdaten erfasst und gespeichert werden. Als Beispiele können ganze Kraftwerke, digital gesteuerte Wärmepumpen in sogenannten Smart Homes oder ausgefeilte Kühlsysteme in der Lebensmittelindustrie angeführt werden. Bislang werden deren Daten allerdings nicht adäquat ausgewertet und unter Schaffung eines Mehrwerts für Hersteller und Kunden genutzt, da ihre Analyse und Nutzbarmachung methodisch äußerst komplex ist. Dies liegt meist nicht in der Kernkompetenz der Herstellerfirmen. Dieses JR-Zentrum will nun seine Expertise in den Bereichen Verfahrens- und Prozesstechnik, Thermodynamik, Energiesystemanalyse- und bewertung, angewandte Mathematik, Optimierung und Data Science einbringen, um die verfügbaren Daten nutzbar zu machen. Dabei sollen Systeme zur prädiktiven Wartung und Regelung, zur Betriebsplanung und zum strategischem Anlagendesign, zur Nutzung historischer Daten und Lebenszyklusanalyse, sowie zu automatisierten Expertensystemen und intelligentem Reporting erarbeitet werden.

 

Konkret heißt das etwa für Kühlsysteme in der Lebensmittelindustrie, dass diese bisher meist mit hohen Redundanzen arbeiten, um den Ausfall einzelner Kühlgeräte auszugleichen. Wenn man allerdings alle vorhandenen Systemdaten auslesen und intelligent auswerten kann, wie dieses JR-Zentrum vorschlägt, dann kann man auch verlässlich vorhersagen, wann das System gewartet werden muss, um nicht auszufallen. Somit können benötigte Redundanzen verringert und Kosten eingespart werden. Im Fall der Wärmepumpe im Eigenheim, die vielleicht auch noch Tageszeiten mit günstigem Strom optimal nutzen will, kann man das System auf Basis operationeller und historischer Daten ebenfalls durch intelligente Analyse optimieren. Biomassekraftwerke können wiederum durch eine dauerhafte Überwachung der Betriebszustände und über den Vergleich mit historischen Daten optimiert betrieben werden und höhere Erträge an erneuerbarem Strom erzielen. Ziel ist es, die als langfristige Investitionen geltenden thermischen Systeme von Seiten der Herstellerfirmen auch nach ihrer Installation weiter warten und unterstützen zu können, gewonnene Erkenntnisse in die Entwicklung zukünftiger Systeme einfließen zu lassen, und somit für die Kunden und die Hersteller einen Nutzen zu generieren. Um all das zu schaffen, legt dieses JR-Zentrum die wissenschaftlichen Grundlagen zur Nutzbarmachung der bereits vorhandenen Daten.

Die Wärmepumpe der Zukunft überzeugt nicht nur durch Design sondern durch intelligente Algorithmen für die Steuerung und Wartung
Markus Preißinger, Leiter des Josef Ressel Zentrums für Intelligente Thermische Energiesysteme und Gleb Prokhorskii, Doktorand, diskutieren die nächsten Schritte im Projekt.

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JR-Zentrum für Intelligente Thermische Energiesysteme

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