Forschungsbericht 2021

Technische Thermodynamik M-21

Leitung: Prof. Dr.-Ing. Arne Speerforck

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 eine grundlegende Ingenieurwissenschaft für die Energietechnik, den Maschinenbau und die Verfahrenstechnik.Die Forschung des Instituts für Technische Thermodynamik befasst sich mit der Analyse komplexer Energiesysteme. Wir arbeiten dabei sowohl an Grundlagen als auch an stationären und mobilen Anwendungen. Ein Schwerpunkt bildet dabei die Klimatisierung und die Kühlung unter dem Aspekt eines effizienten Energieeinsatzes. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Analyse gekoppelter Energiesysteme (Gas, Wärme, Strom) und deren Beurteilung bzgl. Wirtschaftlichkeit, CO2-Emissionen und Resilienz.

Publikationen

• Status of the TransiEnt Library : transient simulation of complex integrated energy systems - inProceedings
  Senkel, Anne; Bode, Carsten; Heckel, Jan-Peter; Schülting, Oliver; Schmitz, Gerhard; Becker, Christian; Kather, Alfons
  14th Modelica Conference (2021)
  Publisher DOI
  
  
• Experimental parameter studies on a two-phase loop thermosyphon cooling system with R1233zd(E) and R1224yd(Z) - Article
  Albertsen, Björn; Schmitz, Gerhard
  International Journal of Refrigeration 131: 146-156 (2021-11-01)
  Open Access Publisher DOI
  
  
• Electric thermal energy storage based on packed bed - inBook
  Heyde, Michael von der; Schmitz, Gerhard
  Elsevier 978-0-12-409548-9: (2021)
  Publisher DOI
  
  
• Investigation of pressure drop in refrigerant pipes of an automotive air conditioning system - inProceedings
  Meinert, Robin; Schmitz, Gerhard
  6th International High Performance Buildings Conference (2021)
  
  
• Adaptive grey-box models for model predictive building control using the unscented Kalman filter - inProceedings
  Freund, Svenne; Schmitz, Gerhard; Tiemann, Claus Markus
  6th International High Performance Buildings Conference (2021)
  
  
• Frequency response analysis for the determination of thermal conductivity and water transport in MOF adsorbent coatings for heat transformation - Article
  Laurenz, Eric; Füldner, Gerrit; Velte, Andreas; Schnabel, Lena; Schmitz, Gerhard
  International Journal of Heat and Mass Transfer (169): 120921 (2021-04)
  Open Access Publisher DOI
  
  
• Geothermisch- und sorptionsgestützte Klimatisierung zum Heizen und Befeuchten - inBook
  Niemann, Peter; Schmitz, Gerhard; Richter, Finn
  in: Kompendium Kälte- und Klimatechnik - Grundlagen und Anwendungen, Schädlich, S. (Hrsg.), Berlin: VDE Verlag, April 2021, ISBN: 978-3-8007-5166-2
  
  
• Implementation of model predictive control in a large-sized, low-energy office building - Article
  Freund, Svenne; Schmitz, Gerhard
  Building and Environment 197: 107830 (2021-06-15)
  Open Access Publisher DOI
  
  
• Experimental investigation of sustainable and energy efficient management of a geothermal field as a heat source and heat sink for a large office building - Article
  Duus, Kristian; Schmitz, Gerhard
  Energy and Buildings 235: 110726 (2021-03-15)
  Open Access Publisher DOI
  
  
• Comparison of conventional and variable borehole heat exchangers for use in a desiccant assisted air conditioning system - Article
  Richter, Finn; Niemann, Peter; Schuck, Matthias; Grabe, Jürgen; Schmitz, Gerhard
  Energies 14 (4): 926 (2021-02-02)
  Open Access Publisher DOI
  
  
• Druckverlustuntersuchung von Fahrzeugkältemittelleitungen - Article
  Meinert, Robin; Schmitz, Gerhard
  Ki Kälte Luft Klimatechnik 57 (1-2): 41-47 (2021-02)
  
  
• Quantification of the resilience of integrated energy systems using dynamic simulation - Article
  Senkel, Anne; Bode, Carsten; Schmitz, Gerhard
  Reliability Engineering and System Safety (209): 107447 (2021-05-01)
  Open Access Publisher DOI
  
  
• Entwurf von Systemen zur Kühlung von elektronischen Komponenten mit dynamischen Lasten - Thesis
  Bezerra Helbing, Thomas
  Verlag Dr. Hut 978-3-8439-4657-5: (2021)
  
  
• Frequency response analysis of heat and mass transfer in adsorbent composites and simplified performance estimation for heat transformation applications - Thesis
  Laurenz, Eric
  Technische Universität Hamburg (2021)
  Open Access
  
  
• Untersuchungen zur Anlagerung und Ablösung von Eis in Flugzeugkraftstoffsystemen - Thesis
  Schmitz, Mathias
  Dr. Hut 978-3-8439-4920-0: (2021)
  
  
• Hotspot cooling using phase change materials - Thesis
  Veelken, Henrik
  Dr. Hut 978-3-8439-4728-2: (2021)
  
  

Projekte

• NDRL - Norddeutsches Reallabor, Teilvorhaben: Aquiferspeicher
  Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWi); Laufzeit 2021 - 2026
  Projektleitung: Speerforck, Arne
  Mitarbeitende: Gillner, Markus
  
  
• NDRL - Norddeutsches Reallabor, Teilvorhaben: Integrierte Netzplanung
  Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWi); Laufzeit 2021 - 2026
  Projektleitung: Becker, Christian; Speerforck, Arne
  Mitarbeitende: Povel, Alexander; Mostafa, Marwan; Heise, Johannes
  
  
• iTherNet - Intelligent Thermal Networks - Neue Kühltechnologien und energieoptimierte Betriebskonzepte
  Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWi); Laufzeit 2020 - 2023
  Projektleitung: Becker, Christian; Speerforck, Arne
  Co-Projektleitung: Thielecke, Frank
  Mitarbeitende: Muhsal, Nick; Quaium, Farid; Albertsen, Björn; Schäfer, Saija
  
  
• Untersuchung der Kältemittelverteilung bei der parallelen Direktverdampfung
  Laufzeit 2018 - 2021
  Projektleitung: Schmitz, Gerhard
  Mitarbeitende: Meinert, Robin
  
  
• Modellgestützte Entwicklung und Optimierung von Einrichtungen zur Durchflussmessung von Gasen bei hohem Betriebsdruck
  Laufzeit 2017 - 2021
  Projektleitung: Schmitz, Gerhard
  Mitarbeitende: Singh, Sukhwinder
  
  
• ResiliEntEE - Resilienz gekoppelter Energienetze mit hohem Anteil erneuerbarer Energien
  Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (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
  
  
• Modellbasierte Regelung komplexer gebäudetechnischer Anlagen zur Optimierung der Energieeffizienz und des Komforts (OPTIMOR)
  Laufzeit 2017 - 2021
  Projektleitung: Schmitz, Gerhard
  Mitarbeitende: Freund, Svenne
  
  

Kooperationspartner

• Jiaotong University, Shanghai, China
• University of Maryland, USA
• Tongji University, Shanghai, China
• Korea University, Seoul, Südkorea
• Linköping University, Schweden