Verbundvorhaben: EnEff:Wärme: PreDist - Prädikative Wartung und Instandhaltung von HAST als Teil eines Fernwärmesystems mit Hilfe von Grey-Box-Verfahren; Teilvorhaben: Datenbereitstellung und Validierung der Datenlage zur Versuchsreihenentwicklung für experimentelle Untersuchungen
Zeitraum
2024-01-01 – 2027-12-31
Bewilligte Summe
175.995,06 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03EN3082D
Leistungsplansystematik
Örtliche Versorgungskonzepte [EA2113]
Verbundvorhaben
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESN3)
Förderprogramm
Energie
Die Hausstationen sind während des Betriebs vielen verschiedenen äußeren Einflüssen ausgesetzt, nach der Erstinbetriebnahme (die oft nicht im optimalen Bereich, aber auf Werkseinstellungen liegt) erfährt es praktisch keine Aufrüstung. Sicherlich sind einige der Elemente einem Verschleiß ausgesetzt, insbesondere die Elemente, die den Differenzdruck steuern, reagieren schnell und häufig, jedoch sind die Änderungen relativ gering (außer bei selten vorkommenden Druckstößen), was bedeutet, dass der Verschleiß in steuerbaren Grenzen und Geräten normalerweise dafür ausgelegt ist. Ganz anders sieht es bei den Wärmetauschern aus, die Schmutz im Wasser, Kalkablagerungen ausgesetzt sind und durch Temperaturschwankungen im Schwingungsverhalten des Regelkreises belastet werden. Die Druckermüdung liegt auch innerhalb der Auslegungsgrenzen moderner gelöteter Plattenwärmetauscher, während die thermische Ermüdung in Verbindung mit der Temperaturverteilung auf der Platte viel kritischer für die Lebensdauer des Wärmetauschers ist, daher sollten Schwingungen zunächst minimiert und andererseits überwacht werden, um sie zu verstehen. Bei jeder Witterung liegt die Materialermüdung nahe der Wöhler-Dynamikgrenze für Stahl. Die Überwachung des Foulingwertes würde Kenntnisse über vier Temperaturen, zwei Strömungen und zwei Differenzdrücke erfordern. Die Ausrüstung dafür wäre unerschwinglich teuer, daher die Überwachung weniger Temperaturen in Kombination mit einem Algorithmus zur Erkennung der Temperaturabweichungen basierend auf bestimmten Bedingungen im Grey-Box-Wärmetauschermodell. Man könnte die Lebensdauer und Verschmutzung kurz vor der Verstopfung bestimmen und auf Änderungen/Reinigung der Einrichtung aufmerksam machen. Die Abweichung zwischen dem idealen Verhalten des digitalen Zwillings und dem realen Objekt würde zu einer potenziellen Verbesserung des Regelkreises führen und zusätzlich die Lebensdauer der Ausrüstung verlängern.