Forschungsbericht 2020
Technische Thermodynamik M-21
Leitung: Prof. Dr.-Ing. Gerhard Schmitz
Institut auf TORE
Institutswebsite
Die Technische Thermodynamik beschreibt die Verknüpfung der einzelnen Energien und Energietransportformen und die Grenzen, die den Energiewandlungen bei Prozessen gesetzt werden. Sie ist damit die grundlegende Ingenieurwissenschaft für die Energie- und Verfahrenstechnik.In der Forschung befasst sich das Institut mit numerischen und experimentellen Untersuchungen von komplexen Energiesystemen. Ein Schwerpunkt bildet dabei die dynamische Simulation von Sektorkopplungen (Gas, Wärme, Strom) mit der TransiEnt Library und der Beurteilung von Energiesystemen bzgl. Wirtschaftlichkeit, CO2-Emissionen und Resilienz. Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der Anwendung und Bewertung von Strom-Wärme-Strom-Speichern. Die dynamische Modellierung hilft auch bei der Entwicklung von CO2-Abscheideverfahren, bei der Verbesserung von Eichnormalen und bei der Erprobung neuer Regelungskonzepte für Gebäude. Kühlung und Klimatisierung sind Gegenstand mehrerer experimenteller Forschungsvorhaben sowohl in mobilen als auch in stationären Anwendungen. Für Flugzeuge müssen aufgrund der höheren Elektronikdichte völlig neue Kühlarchitekturen und für Elektrofahrzeuge neue Strategien für die Batteriekühlung entwickelt werden. Auch für Gebäude sind umweltverträgliche Klimatisierungskonzepte erforderlich, wie z.B. lokale Kühlung mit Phase Change Materials (PCM) oder Be- und Entfeuchtung mit Sorptionsmaterialien.
Publikationen
- Untersuchung des Druckverlustes von Kfz-Kältemittelleitungen mit R1234yf - inProceedings
Meinert, Robin; Schmitz, Gerhard
DKV-Tagung (2020)
- Air conditioning system with enthalpy recovery for space heating and air humidification: An experimental and numerical investigation - Article
Niemann, Peter; Schmitz, Gerhard
Energy (213): 118789 (2020-09-09)
Open Access Publisher DOI
- Entwicklung und Validierung von Grey-Box-Modellen zur Modellierung des thermischen Verhaltens von Einzelbüros in einem Niedrigenergie-Bürogebäude - inProceedings
Freund, Svenne; Schmitz, Gerhard
BauSIM 2020 – 8th Conference of IBPSA Germany and Austria 23-25 September 2020, Graz University of Technology, Austria : proceedings / Herausgeber: Michael Monsberger, Christina Johanna Hopfe, Markus Krüger, Alexander Passer. - Graz, 2020. - Seite 468-475
Open Access
- Modeling of the flow comparator as calibration device for high pressure natural gas flow metering in Modelica - Article
Singh, Sukhwinder; Schmitz, Gerhard; Mickan, Bodo
Flow Measurement and Instrumentation (75): 101808 (2020)
Open Access Publisher DOI
- Evaluation of energy storage in integrated energy systems - Thesis
Andresen, Lisa
Dr. Hut (2020)
- Impacts of occupancy on energy demand and thermal comfort for a large-sized administration building - Article
Niemann, Peter; Schmitz, Gerhard
Building and Environment 182: 107027 (2020-07-27)
Open Access Publisher DOI
- Untersuchung des Druckverlustes und des Wärmeübergangs mit und ohne Phasenwechsel in CO₂-Kältemittelleitungen - Thesis
Subei, Christoph
Dr. Hut (2020)
- A novel approach for the determination of sorption equilibria and sorption enthalpy used for MOF aluminium fumarate with water - Article
Laurenz, Eric; Füldner, Gerrit; Schnabel, Lena; Schmitz, Gerhard
Energies 13 (11): 3003 (2020-06-11)
Open Access Publisher DOI
- Technische Thermodynamik : 10. Auflage - book
Schmitz, Gerhard
Vulkan-Verlag (2020)
- Hochdruck-Gas : neue Technologien für Rückführung auf die SI-Einheiten bei großen Durchflüssen - inProceedings
Mickan, Bodo; Kappes, Thomas; Singh, Sukhwinder
Workshop Gasmengenmessung – Gasanlagen – Gastechnik 2020
- Evaluating the resilience of integrated energy systems using dynamic simulation - inProceedings
Bode, Carsten; Senkel, Anne; Schmitz, Gerhard
International Gas Union Research Conference IGRC (IGU 2020)
- Experimental investigation and simulation of the Flow Comparator prototype as new primary standard for high pressure natural gas in Germany - inProceedings
Singh, Sukhwinder; Schmitz, Gerhard; Mickan, Bodo
Gas Union Research Conference (2020-02)
- Geothermisch- und sorptionsgestützte Klimatisierung zum Heizen und Befeuchten - Article
Niemann, Peter; Richter, Finn; Schmitz, Gerhard
KI Kälte - Luft - Klimatechnik [Jg. 56] 04: 48-55 (2020)
Projekte
- iTherNet - Intelligent Thermal Networks - Neue Kühltechnologien und energieoptimierte Betriebskonzepte
Laufzeit 2020 - 2023
Projektleitung: Becker, Christian
Co-Projektleitung: Thielecke, Frank
Mitarbeitende: Muhsal, Nick; Quaium, Farid; Albertsen, Björn
- Untersuchung der Kältemittelverteilung bei der parallelen Direktverdampfung
Laufzeit 2018 - 2021
Projektleitung: Schmitz, Gerhard
Mitarbeitende: Meinert, Robin
- ResiliEntEE - Resilienz gekoppelter Energienetze mit hohem Anteil erneuerbarer Energien
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie - BMWi; Laufzeit 2017 - 2021
Projektleitung: Schmitz, Gerhard; Becker, Christian; Kather, Alfons
Mitarbeitende: Senkel, Anne; Bode, Carsten; Heckel, Jan-Peter; Schülting, Oliver; Buntjer, Arne; Ammon, Mathias; Zimmermann, Tobias
- Modellgestützte Entwicklung und Optimierung von Einrichtungen zur Durchflussmessung von Gasen bei hohem Betriebsdruck
Laufzeit 2017 - 2021
Projektleitung: Schmitz, Gerhard
Mitarbeitende: Singh, Sukhwinder
- Modellbasierte Regelung komplexer gebäudetechnischer Anlagen zur Optimierung der Energieeffizienz und des Komforts (OPTIMOR)
Laufzeit 2017 - 2021
Projektleitung: Schmitz, Gerhard
Mitarbeitende: Freund, Svenne
- EnOB: Dyn-GSGK - Nutzung dynamischer geothermischer Systeme zur sorptionsgestützten nachhaltigen Klimatisierung
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie - BMWi; Laufzeit 2016 - 2020
Projektleitung: Schmitz, Gerhard; Grabe, Jürgen
Mitarbeitende: Richter, Finn; Schuck, Matthias
- NAKULEK - Entwurf, Bau und Erprobung eines PCM-Kühlplatten Verbunds für eine Naturumlaufkühlung von Flugzeugsystemen - LUFO-Projekt
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie - BMWi; Laufzeit 2016 - 2020
Projektleitung: Schmitz, Gerhard
Mitarbeitende: Albertsen, Björn
- Verbundvorhaben: Future Energy Solution (FES) - Entwicklung eines kostengünstigen Massenenergiespeichers für die erneuerbaren Energien, Teilvorhaben: Detaillierte Untersuchung der Thermofluiddynamik eines heterogenen thermischen Schüttgutspeichers ..
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie - BMWi; Laufzeit 2016 - 2020
Projektleitung: Schmitz, Gerhard
Mitarbeitende: Heyde, Michael von der
Kooperationspartner
- Jiaotong University, Shanghai, China
- University of Maryland, USA
- Tongji University, Shanghai, China
- Korea University, Seoul, Südkorea
- Linköping University, Schweden