Projektbeschreibung
Für die Energiewende und den Umgang mit den Folgen des Klimawandels sind Wärmepumpen und Kältemaschinen wichtige technologische Konzepte. Beide Technologien nutzen die gleichen Komponenten, ähnliche Arbeitsmittel und vergleichbare Anlagenkonzepte. Komponenten- und Anlagenlieferanten, aber auch Planungs- und Versorgungsunternehmen setzen Software ein, um solche Anlagen auszulegen und deren Betrieb zu simulieren. Ein reibungsloser Austausch von Daten und Modellen zwischen den beteiligten Akteuren könnte die Wertschöpfung in den Unternehmen steigern und die Umsetzung der Energiewende beschleunigen.
Zur Simulation thermischer Anlagen werden sowohl kommerzielle als auch unternehmenseigene und schließlich auch frei verfügbare (open-source) Softwarelösungen genutzt. Softwarepakete kommerzieller Anbieter sind typischerweise gut im Markt etabliert und häufig auch schon an die Bedürfnisse der Anwender angepasst. Allerdings werden von verschiedenen Akteuren entlang der Wertschöpfungskette auch unterschiedliche kommerzielle Lösungen eingesetzt. Insbesondere wenn von miteinander kooperierenden Unternehmen nicht die gleiche kommerzielle Software verwendet wird, stehen die mit einem Lizenzerwerb verbundenen Kosten einem Austausch von Modellen zwischen diesen Unternehmen im Wege. Auch bei unternehmenseigener Software ist die Weitergabe an Dritte in der Regel nicht oder nur in eine Richtung vorgesehen oder sie unterliegt erheblichen Einschränkungen.
Demgegenüber kann Open-Source-Software frei verwendet werden und damit erstellte Modelle können anlassbezogen geteilt oder weitergereicht werden. Allerdings sind derzeit verfügbare Open-Source-Pakete zur Simulation thermischer Anlagen typischerweise auf Ebene der darin enthaltenen Komponentenmodelle sehr allgemein gehalten. Mit Blick auf Wärmepumpen und Kältemaschinen wird beispielsweise zwischen unterschiedlichen Bauarten von Kompressoren oder Wärmeübertragern in jeweiligen der Modellierung nicht unterschieden und schon gar nicht ist entsprechende Software typischerweise darauf vorbereitet, spezifische Herstellerinformationen abzubilden. Beides ist aber nicht nur hilfreich, sondern notwendig, wenn Open-Source-Software den Austausch zwischen Unternehmen entlang der Wertschöpfungskette im Bereich der Wärmepumpen und Kältemaschinen erleichtern und darüber hinaus eventuell sogar eine detailgenaue Einbindung in weitergehende Energiesystemsimulationen ermöglichen soll.
Das hier vorgeschlagene Projekt soll daher das vom Antragsteller mitentwickelte und im Bereich der Wissenschaft bereits gut etablierte Open-Source-Paket TESPy so weiterentwickeln, dass es diesen Ansprüchen genügt. Dazu soll eine Vielzahl von Komponenten aus realen industriellen Wärmepumpen, wie etwa Axial, Kolben-, Schraubenkompressoren oder spezielle Bauformen aus dem Bereich der Wärmeübertrager, mit Blick auf ihr spezifisches Komponentenverhalten modelliert werden. Außerdem sollen Schnittstellen entwickelt werden, die es erlauben, hersteller- oder projektspezifische Daten, etwa aus Datenblättern in industrieüblichem Format, reibungslos in entsprechende Modelle zu übertragen. Schließlich sollen eine Auswahl typischer Schaltungen für Wärmepumpen und Kältemaschinen als Modellbibliothek zur Verfügung gestellt und über eine visuelle Schnittstelle niederschwellig zugänglich gemacht werden. Die Erstellung von Schulungsunterlagen und Trainingsworkshops sollen das Projekt abrunden.
Das Vorhaben soll in Kooperation mit einem in der TESPy-Entwicklung ausgewiesenen Partner durchgeführt werden. Der Projektansatz wird darüber hinaus von verschiedenen Unternehmen der Branche unterstützt. Für Schleswig-Holstein ergibt sich daraus die Chance, die Entwicklung von Schlüsselkomponenten der Wärmewende zu beschleunigen und die Wertschöpfung lokaler Unternehmen im Bereich der Wärme- und Kältetechnik zu steigern.
Vorgängerprojekt
Projektziele
- Weiterentwicklung der Open-Source-Software TESPy für den praxisgerechten Einsatz in Unternehmen der Wärme- und Kältetechnik
- Modellierung von Verdichterbauarten und Wärmeübertragervarianten
- Schnittstellen zur direkten Übernahme von Herstellerdaten aus Datenblättern in industrieüblichem Format
- Bedarfsgerechte Entwicklung im iterativen Austausch mit Stakeholdern aus Herstellung, Planung und Betrieb
