Ziel der Entwicklung
Das Entwicklungsziel des Vorhabens war ein System zur intelligenten und selbstoptimierenden Raumluftsteuerung. Reale 3D-Raumluftströmungen sind komplex und in der Regel starken räumlichen Schwankungen unterworfen. In dem Projekt soll aus diesem Grund die numerische Strömungssimulation genutzt werden, um im laufenden Betrieb des HVAC-Systems den räumlichen Strömungszustand (Geschwindigkeit, Temperatur) nahezu in Echtzeit zu bestimmen. Die so ermittelten Informationen fließen direkt in die Steuerung aller Raumgewerke ein. Jedes Gerät kann auf Basis dieser Informationen optimal an die Anforderungen des Gesamtsystems angepasst arbeiten, ohne dass die Anzahl der Sensoren beziehungsweise deren lokale Anordnung im Raum geändert werden muss. Neben einer verbesserten Erfüllung der gewünschten Raumluftparameter führt die Technologie zu einer signifikanten Energieeinsparung für Lüftung und Klimatisierung.
Vorteile und Lösungen
Die Anwendbarkeit der numerischen Strömungssimulation ist derzeit auf Grund der hinsichtlich Prozessorleistung und verfügbarem Speicher limitierten Rechnerhardware auf einzelne, ausgewählte Konfigurationen beschränkt. Simulationen werden in der Regel nur bei der Auslegung der Klimatechnik und nicht zu deren Regelung und Steuerung eingesetzt. Um eine numerische Echtzeitsimulation auf handelsüblicher Standardhardware zu ermöglichen, wurde im Projekt ein hochspezialisierter, effizienter Strömungslöser entwickelt. Ein weiteres Entwicklungsziel war ein Steuerungsmodell für die Raumgewerke auf Basis eines numerischen Optimierungsverfahrens. Das Verfahren verwendet den neu entwickelten Strömungslöser, um iterativ eine Kombination der relevanten Zuluftparameter so zu bestimmen, dass ein geforderter lokaler Raumluftzustand eingestellt wird. Dies kann zum Beispiel eine in gewissen Grenzen lokal variierende Lufttemperatur mit kalten oder warmen Bereichen sein. Ein wesentlicher innovativer Aspekt hierbei ist, dass die Zielgröße für die Klimaregelung nicht mehr alleine durch einzelne Sensoren festgelegt wird, sondern durch Informationen über den gesamten Raumluftzustand erweitert wird. Entsprechend lassen sich die erforderlichen Zuluftparameter a priori bestimmen. Das Optimierungsmodell kann um weitere Faktoren, wie zum Beispiel Sonneneinstrahlung, erweitert werden.
Zielgruppe und Zielmarkt
Die neue Technologie - Intelligent Room Climate Control (IRCC) - stellt eine Erweiterung der bisher im Rahmen der Raumautomation genutzten Informations- und Steuerungssysteme dar. Die grundlegende Architektur mit zentraler Informationsverarbeitung über eine CPU und verschiedenen Sensoren beziehungsweise Aktoren ist bei heutigen Raumautomationssystemen bereits vorhanden. Das Ziel des Projektes ist es, ein solches System in die Infrastruktur bestehender Raumautomationslösungen zu integrieren.