Simulationsgestützte Untersuchung von Schichtwärmespeichern
Förderprogramm
Die GTW Hof wurde mit einer Zuwendung von 1.474.000 € aus EFRE-Mitteln zu 50 % kofinanziert.
Hintergrund
Der stetig zunehmende Anteil erneuerbarer Energiequellen in der Gebäudetechnik stellt erhöhte Anforderungen an die Technik der thermischen Speicherung. Schichtenspeicher erlauben eine gezielte Nutzung unterschiedlicher Temperaturniveaus, vermeiden exergetische Verluste und bieten Optimierungspotentiale für den Betrieb mit mehreren Wärmequellen und Wärmesenken.
Zielsetzung
Um einen effizienten Betrieb inkl. der Versorgung der Gebäudetechnik auf differenzierten Temperaturniveaus für anwendungsspezifische Verbraucher garantieren zu können, bedarf es strömungsoptimierter interner Geometrien zur Warmwasserbeladung. So sollten Verwirbelungen der durch thermische Auftriebseffekte ausgebildeten Temperaturschichtung auf ein Minimum reduziert werden. Im vorliegenden Projekt wurden hierfür Strömungsberechnungen v.a. mit Open-Source-Tools durchgeführt.
Folgende Maßnahmen wurden durchgeführt:
- Datenaufbereitung, Modellerstellung und CFD-Simulation auf Basis der Open-Source-Plattform OpenFOAM
- Ergebnisvalidierung mithilfe real gemessener Temperaturprofile
- Wirtschaftliche Gegenüberstellung zu kommerzieller Softwareanwendung
Ergebnisse
Das Speicher-Modell wurde erfolgreich auf Basis der Open-Source-Plattform OpenFOAM erstellt, simuliert und gegenübergestellt. Es konnte eine gute Übereinstimmung der simulierten Ergebnisse festgestellt werden, allerdings ergibt sich eine erhöhte Aufbereitungs- und Rechenzeit für OpenFOAM. Somit stellt Open-Soure-Code wirtschaftlich keine Option zur kommerziellen Software dar.
Projektpartner
Juratherm GmbH
Wilhelm-Busch-Str. 4-6
95447 Bayreuth