Erstmalige Entwicklung eines Verfahrens zur energieeffizienten, automatisierten Steuerung eines Membrandachs bestehend aus 32 5-lagigen ETFE-Kissen

?berblick

Erstmalige Entwicklung eines Verfahrens zur energieeffizienten Regelung eines Membrandachs bestehend aus 32 5-lagigen ETFE-Kissen mit folgenden Zielen:

  • Einstellung und Sicherstellung einer festgelegten Luftqualit?t im Kissen (Feuchte, Reinheit etc.)
  • Minimierung Energiebedarf für Druckhaltung und Lufttrocknung
  • Optimale Betriebsführung (Anpassung Druckniveau)
  • Fernüberwachung der gesamten Dachfl?che (Betrieb, m?gliche Sch?den)

Fragestellung

Wie lassen sich die definierten Ziele durch Hard- und Software so abbilden, dass eine wirtschaftliche, robuste und zuverl?ssige L?sung angeboten werden kann?

Inwieweit kann die gefundene L?sung bei sehr unterschiedlichen Projekten international eingesetzt werden (unterschiedliche Gr??en, Geometrien, Klimazonen etc.)?

Vorgehensweise

Die Entwicklung wird über den Bau von Prototypen in verschiedenen Stufen (einzelne Komponenten und Gesamtsystem), deren Tests und parallele theoretische Untersuchungen (mittels Simulationswerkzeugen und rechnerischer Absch?tzungen) vorangetrieben. Eine wichtige Rolle wird die Entwicklung geeigneter Regel- und Steuerungssoftware spielen.

Ergebnisse

In Zusammenarbeit zwischen dem Industriepartner ITF und der Hochschule für Technik-Stuttgart HFT wurden in der bisherigen Projektlaufzeit folgende Ergebnisse erzielt:

  • Entwicklung eines Vorprototypen (ITF, HFT Stuttgart)
  • Entwicklung von Hardware zur Steuerung der Lufthaltung (Ein- und Ausl?sse) (ITF)
  • Hardwareseitige Entwicklung der Steuerung (ITF)
  • Entwicklung von Testreihen und Durchführung von Tests zur Druckstabilisierung und Trocknung der Kissen (ITF, HFT Stuttgart)
  • Analyse der Testergebnisse und iterative Optimierung der Hardwarekomponenten (ITF, HFT Stuttgart)
  • Bestimmung von thermodynamischen Grenzparametern zum Betrieb der Kissen (HFT)
  • Ableitung einer taupunktgeführten Regelungsstrategie zur Kondensatvermeidung in den Kissen unter Berücksichtigung der thermodynamischen Grenzparameter (HFT)
  • Bestimmung der relevanten Set-Points zur Kissenspülung und Zulufttrocknung (HFT)
  • Optimierung des Energiebedarfs zum Betrieb der Kissen (ITF, HFT Stuttgart)
  • Entwicklung eines Steuer-/Regelungsprogramms (ITF, HFT Stuttgart)
  • Entwicklung von Testreihen und Durchführung von Tests zur Untersuchung der Str?mungsdynamik in Abh?ngigkeit der Geometrie der Kissen (HFT Stuttgart)
  • Logo des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz
LeitungProf. Dr.-Ing. Jan Cremers
PartnerITF – Innovative Technical Fabrics
F?rdergeberBundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz?(BMWK)
ProgrammZentrales Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM)
Laufzeit01.07.2021–31.05.2024

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Team

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