HeaTwin

Automatisierte Erstellung thermohydraulischer Simulationsmodelle aus BIM-basierten - Anlageninformationsgraphen zur Fehlerdetektion und Betriebsoptimierung von komplexen Wärmeversorgungssystemen

Kurzbeschreibung

Die Dekarbonisierung der Wärmeversorgung erfordert das Zusammenspiel unterschiedlicher Anlagentechnologien in einem System, was die Komplexität der Anlagen erhöht. Die Erfahrung zeigt, dass diese steigende Komplexität die Zuverlässigkeit und die Effizienz der Anlagen stark beeinträchtigen kann. Einerseits steigt die Fehleranfälligkeit der Systeme durch das komplexe Zusammenspiel der einzelnen Komponenten und Erzeuger. Andererseits wird es schwerer den Anlagenbetrieb richtig zu bewerten und Fehler zu lokalisieren.
Eine Möglichkeit, das Systemverhalten im laufenden Betrieb automatisiert zu überprüfen, ist ein detailliertes thermo-hydraulisches Simulationsmodell („digitaler Zwilling“). Mithilfe des Modells können Abweichungen vom optimalen Betriebszustand unter Berücksichtigung der Randbedingungen (Verbrauch, Wetter, ...) identifiziert und angezeigt werden. Die manuelle Erstellung eines solchen detaillierten Anlagenmodells ist allerdings zeit- und kostenintensiv.
Hier setzt HeaTwin an: Ziel ist die Entwicklung einer Methodik zur automatisierten Erstellung thermohydraulischer Simulationsmodelle für komplexe Wärmeversorgungsanlagen auf Basis digitaler Anlagenschemata (als Graphenmodell), die aus BIM-Daten gewonnen werden. Es existieren gegenwärtig erste proof-of-concept Anwendungen mit stark reduzierter Komplexität. In HeaTwin soll dagegen die Möglichkeit der automatisierten Modellerstellung von Heiz-/Kühlsystemen auch für komplexe Wärmeversorgungssysteme mit mehreren Erzeugern und gegenseitigen Wechselwirkungen sowie mit hoher Detailtiefe bis hin zur exakten Einbindung von Regelungsfunktionen untersucht und weiterentwickelt werden. Ziel ist eine Demonstration der Methodik anhand realer Beispielanlagen. Stärker als bisher steht damit die Modellierung der inneren Struktur des Wärmeversorgungssystems im Fokus. Die Ergebnisse des Modells sollen nicht nur zur energetischen Bewertung dienen, sondern auch zur Fehlerkennung und Betriebsoptimierung herangezogen werden können.

Projektpartner

Viessmann Holding International GmbH

Laufzeit

03/2024 -02/2027

Projektpartner

Viessmann Holding International GmbH

Förderung

Gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestags,

FKZ 03EN1091A