Förderprogramm

Das Projekt wurde im Rahmen der „Grünen Technologiewerkstatt Hof“ durch den Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) gefördert.

SUS - Simulationsgestützte Untersuchung von Schichtwasserspeichern

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.

Abb. 1: Hygiene- bzw. Schichtenspeicher links: Juratherm©, rechts: vereinfachtes Modell Juratherm©

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.