Nachhaltige Heiz-und Kühlsysteme

Die Forschungsgruppe für nachhaltige Heiz- und Kühlsysteme konzentriert sich auf die Integration von Wärmepumpensystemen in verschiedenen Anwendungen, sowohl im Wohn- als auch im Dienstleistungssektor.

Wärmepumpen, die in Systeme integriert sind, die auch Solarkollektoren oder Photovoltaikmodule nutzen, werden zur Deckung der Heiz- und Kühllast in verschiedenen Umgebungen eingesetzt. Auch in der Industrie können Wärmepumpensysteme effektiv eingesetzt werden, um Abwärme bei niedrigen Temperaturen für Produktionsprozesse, die Heißwasser oder Dampf benötigen, zurückzugewinnen. Darüber hinaus kann mit denselben Wärmepumpensystemen Niedertemperatur-Abwärme aus Industrieanlagen und anderen städtischen Quellen (z. B. Abwärme aus Kühlanlagen von Supermärkten und Data-centers) in Fernwärme- und Fernkältenetzen der nächsten Generation in geeigneter Weise zurückgewonnen werden.

Die Industriepartner können von der technischen Unterstützung bei der Entwicklung und Einführung neuer Technologien und von der fachlichen Beratung bei der Simulation und Überwachung ihrer Lösungen profitieren. Öffentliche Partner und Verwaltungen können von unserem Fachwissen bei der Analyse des Zusammenspiels zwischen Bedarf und Wärmeenergieerzeugung für ein einzelnes Gebäude oder einen Stadtteil profitieren.

Es stehen zwei Labore zur Verfügung:

• Energy Exchange Lab, das in kleinem Maßstab den Betrieb eines Fernwärme- und Fernkältenetzes nachbildet und die Untersuchung des optimalen Managements für die Übertragung von Wärme von/zu mehreren Quellen/Nutzern ermöglicht. Das Labor testet auch Wärmeerzeugungsanlagen und Wärmeaustauschstationen bis zu 50 kW.
• Das Wärmepumpenlabor, wo man einzelne Luft/Wasser- oder Wasser/Wasser-Geräte bis zu einer Leistung von 400 kW, Luft/Luft- oder Wasser/Luft-Geräte bis zu einer Leistung von 25 kW und ganze Systeme mit einer Leistung von bis zu 50 kW prüfen kann.

Die Forschungsgruppe ist im Vorstand der Europäischen Technologieplattform für erneuerbares Heizen und Kühlen vertreten. Sie ist hauptverantwortlich für verschiedene Projekte der Internationalen Energieagentur und für Projekte auf europäischer Ebene.

SCHWERPUNKTTHEMEN:

Entwicklung von hybriden Heiz-und Kühlsystemen unter Berücksichtigung numerischer Simulationen und Labortests Entwicklung von Steuerungsstrategien für Komponenten thermischer Solarsysteme und -anlagen Monitoring thermischer Solarsysteme

FORSCHUNGSPROJEKTE:

Entwicklung von Standardsystemkonfigurationen für nachhaltige Heiz-und Kühlsysteme technologische Entwicklung von Komponenten für solare Kühlung, wie Sorptionskältemaschinen und Steuergeräte Entwicklung innovativer Testverfahren für diskontinuierlich betriebene thermische Wärmepumpen

WISSENSCHAFTLICHE BERATUNGSTÄTIGKEIT FÜR PRIVATUNTERNEHMEN UND DIE ÖFFENTLICHE VERWALTUNG:

Labortests von thermisch betriebenen und Kompressionswärmepumpen Entwicklung von thermischen Systemen und Optimierung durch dynamische Simulationen Ausarbeitung von Strategien zur Verbesserung von Wärmenutzungsprozessen

METHODEN:

numerische Simulationen für Solarsysteme und einzelne Komponenten, vorwiegend mit Nutzung von TRNSYS, Labview und Polysun Monitoring vor Ort Labortests

STRUKTUR DER FORSCHUNGSGRUPPE:

Die Forschungsgruppe wird geleitet von Roberto Fedrizzi und besteht aus den folgenden Teams:

• Team Sustainable DHC planning - geleitet von Marco Cozzini
• Team Experimental development of HVAC systems - geleitet von Diego Menegon