Udvikling af hurtigt regulerende varmepumper ved anvendelse af dynamiske modeller
Projektstart september 2020. Forventes afsluttet august 2023.
Formål med projektet
I projektet skal der udvikles softwareværktøjer, der forbedrer fleksibiliteten i store varmepumper, som indgår i integrerede systemer med varierende driftskonditioner. Dette skal opnås ved at udvikle en holistisk styring og et systemdesign, som tager højde for dynamisk drift. Dette vil optimere driften og sænke driftsomkostningerne.
Mål for projektet
Store industrielle varmepumper er et centralt element i et energisystem, der er baseret på vedvarende energikilder. Varmepumper giver mulighed for at omdanne elproduktion til varme, samtidig med at lavtemperaturkilder bliver forædlet til brugbare temperaturniveauer. Dermed er varmepumper med til at øge effektiviteten af varmeproduktionen og samtidig reducere udledningen af drivhusgasser. Hvis varmepumper skal udnyttes til deres fulde potentiale, og hvis alle positive effekter skal opnås, er integrationen med forsyningsnettet essentiel. Det dynamiske sammenspil imellem varmepumper, energikilder og forsyningsnettet stiller dog store krav til de industrielle varmepumper.
Projektet vil give en fordel ved design og betjening af varmepumper, som skal integreres i energisystemet. Platformen til modellering af de dynamiske effekter ved varians i drift gør det muligt for Johnson Controls Danmark at skabe en digital repræsentation til at identificere nedbrud på grund af interaktioner mellem et specifikt anlæg og de påtrykte driftskonditioner. Den holistiske styring vil beskytte anlægget mod at blive udsat for den skadelige operation og vil desuden danne grundlag for at integrere digitale modelleringsmetoder mere grundigt i designprocessen for Johnson Controls Danmark-varmepumper. Dette forventes at indebære betydelige fordele sammenlignet med de konventionelle designprocedurer.
Teknologisk Institut leder udvikling, implementering og validering af komponent- og systemmodeller, som danner grundlaget for udvikling af avancerede designprocedurer og en holistisk kontrolstruktur, som er ledet af DTU. Johnson Controls er den overordnede projektleder og leder aktiviteter omkring anvendelse og demonstration.
Aktiviteter
Projektet er opdelt i følgende faser:
- Udvikling og validering af detaljerede numeriske komponentmodeller
- Analyse af udvalgte systemkonfigurationer med varierende driftskonditioner
- Optimering af systemdesign, som tager højde for dynamisk drift
- Udvikling af optimeret holistisk styring
- Anvendelse og demonstration af den udviklede styring
- Videnspredning.
Deltagere
- Johnson Controls (Projektleder - Klaus Niels Vinther)
- Teknologisk Institut
- DTU Mekanik.
Bevilligede midler
Projektet er støttet af EUDP.
Johnson Controls.