TY - JOUR A1 - Göttsche, Joachim A1 - Alexopoulos, Spiros A1 - Dümmler, Andreas A1 - Maddineni, S. K. T1 - Multi-Mirror Array Calculations With Optical Error N2 - The optical performance of a 2-axis solar concentrator was simulated with the COMSOL Multiphysics® software. The concentrator consists of a mirror array, which was created using the application builder. The mirror facets are preconfigured to form a focal point. During tracking all mirrors are moved simultaneously in a coupled mode by 2 motors in two axes, in order to keep the system in focus with the moving sun. Optical errors on each reflecting surface were implemented in combination with the solar angular cone of ± 4.65 mrad. As a result, the intercept factor of solar radiation that is available to the receiver was calculated as a function of the transversal and longitudinal angles of incidence. In addition, the intensity distribution on the receiver plane was calculated as a function of the incidence angles. KW - solar process heat KW - concentrating collector KW - raytracing KW - point-focussing system Y1 - 2019 SP - 1 EP - 6 ER - TY - RPRT A1 - Ghinaiya, Jagdishkumar A1 - Lehmann, Thomas A1 - Göttsche, Joachim T1 - LOCAL+ – ein kreislauffähiger Holzmodulbau mit nachhaltigem Energie- und Wohnraumkonzept T2 - Bauphysik N2 - Mit dem Beitrag des Teams der FH Aachen zum SDE 21/22 wird im Projekt LOCAL+ ein kreislauffähiger Holzmodulbau mit einem innovativen Wohnraumkonzept geplant und umgesetzt. Ziel dieses Konzeptes ist die Verringerung des stetig steigenden Wohnflächenbedarfs durch ein Raum-in-Raum Konzept. Gebäudetechnisch wird in dem Projekt nicht nur das Einzelgebäude betrachtet, sondern unter Berücksichtigung des Gebäudebestandes wird für das Quartier ein innovatives und nachhaltiges Energiekonzept entwickelt. Ein zentrales Wasserstoffsystem ist für ein Quartier geplant, um den Stromverbrauch aus dem Netz im Winter zu reduzieren. Zentraler Bestandteil des TGA-Konzepts ist ein unterirdischer Eisspeicher, eine PVT und eine Wärmepumpe mit intelligenter Regelstrategie. Ein Teil des neuen Gebäudes (Design Challenge DC) wird in Wuppertal als Hausdemonstrationseinheit (HDU) präsentiert. Eine hygrothermische Simulation der HDU wurde mit der WUFI-Software durchgeführt. Da im Innenraum Lehmmodule und -platten als Feuchtigkeitspuffer verwendet werden, spielen die Themen Feuchtigkeit, Holzfäule und Schimmelwachstum eine wichtige Rolle. KW - Energiekonzept KW - Gesamtwassergehalt KW - Feuchtigkeit KW - Verdunstungskälte KW - energy concept Y1 - 2022 U6 - https://doi.org/10.1002/bapi.202200010 SN - 0171-5445 (Print) SN - 1437-0980 (Online) VL - 44 IS - 3 SP - 136 EP - 142 PB - Ernst & Sohn CY - Hoboken ER - TY - JOUR A1 - Gorzalka, Philip A1 - Schmiedt, Jacob Estevam A1 - Schorn, Christian T1 - Automated Generation of an Energy Simulation Model for an Existing Building from UAV Imagery JF - Buildings N2 - An approach to automatically generate a dynamic energy simulation model in Modelica for a single existing building is presented. It aims at collecting data about the status quo in the preparation of energy retrofits with low effort and costs. The proposed method starts from a polygon model of the outer building envelope obtained from photogrammetrically generated point clouds. The open-source tools TEASER and AixLib are used for data enrichment and model generation. A case study was conducted on a single-family house. The resulting model can accurately reproduce the internal air temperatures during synthetical heating up and cooling down. Modelled and measured whole building heat transfer coefficients (HTC) agree within a 12% range. A sensitivity analysis emphasises the importance of accurate window characterisations and justifies the use of a very simplified interior geometry. Uncertainties arising from the use of archetype U-values are estimated by comparing different typologies, with best- and worst-case estimates showing differences in pre-retrofit heat demand of about ±20% to the average; however, as the assumptions made are permitted by some national standards, the method is already close to practical applicability and opens up a path to quickly estimate possible financial and energy savings after refurbishment. KW - Modelica KW - heat transfer coefficient KW - heat demand KW - building energy modelling KW - building energy simulation Y1 - 2021 U6 - https://doi.org/10.3390/buildings11090380 SN - 2075-5309 N1 - This article belongs to the Special Issue "Application of Computer Technology in Buildings" VL - 11 IS - 9 PB - MDPI CY - Basel ER - TY - JOUR A1 - Peere, Wouter A1 - Blanke, Tobias ED - Vernon, Chris T1 - GHEtool: An open-source tool for borefield sizing in Python JF - Journal of Open Source Software N2 - GHEtool is a Python package that contains all the functionalities needed to deal with borefield design. It is developed for both researchers and practitioners. The core of this package is the automated sizing of borefield under different conditions. The sizing of a borefield is typically slow due to the high complexity of the mathematical background. Because this tool has a lot of precalculated data, GHEtool can size a borefield in the order of tenths of milliseconds. This sizing typically takes the order of minutes. Therefore, this tool is suited for being implemented in typical workflows where iterations are required. GHEtool also comes with a graphical user interface (GUI). This GUI is prebuilt as an exe-file because this provides access to all the functionalities without coding. A setup to install the GUI at the user-defined place is also implemented and available at: https://www.mech.kuleuven.be/en/tme/research/thermal_systems/tools/ghetool. KW - geothermal KW - energy KW - borefields KW - sizing Y1 - 2022 U6 - https://doi.org/10.21105/joss.04406 SN - 2475-9066 VL - 7 IS - 76 SP - 1 EP - 4, 4406 ER - TY - CHAP A1 - Blanke, Tobias A1 - Schmidt, Katharina S. A1 - Göttsche, Joachim A1 - Döring, Bernd A1 - Frisch, Jérôme A1 - van Treeck, Christoph ED - Weidlich, Anke ED - Neumann, Dirk ED - Gust, Gunther ED - Staudt, Philipp ED - Schäfer, Mirko T1 - Time series aggregation for energy system design: review and extension of modelling seasonal storages T2 - Energy Informatics N2 - Using optimization to design a renewable energy system has become a computationally demanding task as the high temporal fluctuations of demand and supply arise within the considered time series. The aggregation of typical operation periods has become a popular method to reduce effort. These operation periods are modelled independently and cannot interact in most cases. Consequently, seasonal storage is not reproducible. This inability can lead to a significant error, especially for energy systems with a high share of fluctuating renewable energy. The previous paper, “Time series aggregation for energy system design: Modeling seasonal storage”, has developed a seasonal storage model to address this issue. Simultaneously, the paper “Optimal design of multi-energy systems with seasonal storage” has developed a different approach. This paper aims to review these models and extend the first model. The extension is a mathematical reformulation to decrease the number of variables and constraints. Furthermore, it aims to reduce the calculation time while achieving the same results. KW - Energy system KW - Renewable energy KW - Mixed integer linear programming (MILP) KW - Typical periods KW - Time-series aggregation Y1 - 2022 U6 - https://doi.org/10.1186/s42162-022-00208-5 SN - 2520-8942 N1 - 11th DACH+ Conference on Energy Informatics, 15-16 September 2022, Freiburg, Germany VL - 5 IS - 1, Article number: 17 PB - Springer Nature ER - TY - JOUR A1 - Groß, Rolf Fritz A1 - Timmer, H. T1 - Energetische und betriebswirtschaftliche Bewertung von Kühlsystemen für Kühllager JF - HLH. Heizung, Lüftung/Klima, Haustechnik KW - Heizung KW - Lüftung KW - Klimatechnik KW - Lüftungstechnik KW - Haustechnik Y1 - 1998 SN - 1436-5103 VL - 49 IS - 9 SP - 74 EP - 77 PB - Springer CY - Düsseldorf ER - TY - CHAP A1 - Thulfaut, Christian A1 - Groß, Rolf Fritz A1 - Renz, Ulrich ED - Jamal, Rahman ED - Jaschinski, Hans T1 - Messwerterfassung und –auswertung mit LabView: Experimentelle Analyse der Mischungsgüte in Hybridzellenkühltürmen T2 - Virtuelle Instrumente in der Praxis. Begleitband zum Kongress VIP 2000 N2 - Zur Kühlung von Abwärmeströmen aus Kraftwerksprozessen werden in zunehmenden Maße Hybridzellenkühltürme mit Zwangskonvektion eingesetzt, deren wesentlicher Vorteil ihre geringe Bauhöhe ist. Um bei derartigen Kühltürmen eine Sichtbehinderung oder Glatteisgefährdung durch bodennahen Nebel zu vermeiden, muss durch eine optimale Vermischung des Trocken- und Naßluftanteils gewährleistet sein, daß aus der Kühlturmkrone keine Nebelschwaden austreten. In Zusammenarbeit mit der Industrie betreibt der Lehrstuhl für Wärmeübertragung und Klimatechnik der RWTH Aachen einen Versuchsstand zur Erfassung der Mischungsgüte in Hybridzellenkühltürmen. In maßstabsgerechter Nachbildung können dabei am Modell alle relevanten Einflußgrößen wie Kühlturmgeometrie, Gestaltung zusätzlicher Mischeinbauten sowie die Betriebsparameter variiert werden. Mit Hilfe einer unter LabView 5.01 erstellten Software werden sowohl die l3etriebszustüncle online überwacht, als auch die benötigten Meßwerte zur Bestimmung der Mischungsgüte erfaßt. Über die grafische Oberfläche können sämtliche Meßoptionen gesteuert sowie alle Meßdaten visualisiert und kontrolliert werden. In das LabView-Programm sind darüber hinaus Routinen zur Auswertung der Daten implementiert worden, die sowohl eine direkte Darstellung der Ergebnisse in Form von Diagrammen ermöglichen, als auch zur Weiterverarbeitung einen Datenexport in eine Microsoft- Excel-Tabelle vorsehen. N2 - The Institute of Heat Transfer and Air Conditioning at the Aachen University of Technology operates in co-operation with industrial partners a test facility in order to investigate mixture quality in hybrid cooling towers. In a scaled mock-up a variation of all relevant data such as the geometry of the cooling tower, the design of additional mixers and the operation parameters could be realized. A software tool, created with LabView 5.01, offers the possibility to control the whole process and to measure all relevant quantities. The graphic user interface permits an online control and a visualization of the measured values. Beyond this the program is not only able to evaluate the data and to represent the results in form of diagrams, but also to export the data directly into an Microsoft-Excel-sheet for further analysing. Y1 - 2000 SN - 3-7785-2789-4 (print) SP - 54 EP - 60 PB - Hüthig CY - Heidelberg ER - TY - CHAP A1 - Groß, Rolf Fritz A1 - Thulfaut, Christian A1 - Renz, Ulrich ED - Jamal, Rahman ED - Jaschinski, Hans T1 - On-Line Simulation mit LabView: Experimentelle und numerische Analyse homogener Gasphasenreaktionen aus Kraftwerksprozessen, T2 - Virtuelle Instrumente in der Praxis. Begleitband zum Kongress VIP 2000 N2 - The institute of heat transfer and air conditioning at the Aachen University of Technology operates several test facilities in order to investigate homogeneous and catalytical processes for the reduction of gaseous pollutants (e.g. nitrous oxide) of flue gases in a tempeature range up to 900°C. One test facility consists of a stainless steel reactor in which the influence of reducing additives can be investigated. The software tool, created with LabVIEW 5.01, offers the possibility to measure, visualize and control all relevant physical quantities and to gain a numerical solution of the problem by solving the one dimensional, steady state conservation equations. N2 - Die bei Kohlekraftwerksprozessen entstehenden Rauchgase enthalten einen nicht unerheblichen Teil an Schadgaskomponenten (z.B. Stickoxide), die aus dem Gasstrom entfernt werden müssen. Im Rahmen von Forschungsvorhaben des BMBF und verschiedener Industriepartner betreibt der Lehrstuhl für Wärmeübertragung und Klimatechnik der RWTH Aachen Pilotanlagen und Prüfstände für Untersuchungen auf dem Gebiet der homogenen und heterogen-katalytischen Schadstoffreduktion heißer Rauchgase bei Temperaturen bis zu 900 °C. Für die Erforschung der Minderungspotentiale geeigneter, auf Distickstoffoxid reduzierend wirkender Additive, wie Wasserstoffperoxid, oder auch Katalysatoren, befindet sich ein Reaktor in Betrieb, der eine Untersuchung der Reaktionskinetik bei der Entfernung von Schadgaskomponenten aus einem lnertgasstrom ermöglicht. Wesentlich für den Erfolg der Forschungsarbeit ist eine auf das spezielle Projekt genau abgestimmte Meß- und Regelungstechnik. Neben der Auswahl geeigneter Hardwarekomponenten ist auch die Softwareentwicklung unter einer leistungsstarken und zuverlässigen Programmierumgebung von großer Bedeutung. Hierbei dient die unter LabVIEW 5.01 entwickelte Datenerfassung- und Auswertesoftware zum einen der Messung, Visualisierung und Regelung der relevanten Temperaturen, Drücke, Konzentrationen und Volumenströme einzelner Gaskomponenten. Zum anderen ermöglicht sie parallel eine numerische Simulation der Vorgänge innerhalb des Reaktors zur Anpassung reaktionskinetischer Parameter aus den sich ergebenden Versuchsdaten durch Lösung eindimensionaler, stationärer Erhaltungsgleichungen. Y1 - 2000 SN - 3-7785-2789-4 (print) SP - 103 EP - 108 PB - Hüthig CY - Heidelberg ER - TY - RPRT A1 - Christ, Ansgar A1 - Groß, Rolf Fritz A1 - Renz, Ulrich T1 - Strömungs-, Filterkuchen- und Abreinigungsmodelle für Heißgasfilter, Teilvorhaben "Numerische Simulation des Abreinigungsvorganges und der Rohgasströmung" KW - Prozesssimulation KW - Filterkuchen KW - Druckvergasung KW - Druckwirbelschichtfeuerung KW - Rauchgasreinigung Y1 - 1998 U6 - https://doi.org/10.2314/GBV:50431601X N1 - Verbundprojekt im Rahmen der Projektträgerschaft BEO des BMBF der Partner RWTH Aachen, Lehrstuhl für Wärmeübertragung und Klimatechnik Brandenburgische Technische Universität Cottbus, Lehrstuhl Regelungstechnik Universität Karlsruhe, Institut für Mechanische Verfahrenstechnik und Mechanik LLB Lurgi Lentjes Babcock Energietechnik GmbH, Oberhausen Förderkennzeichen: 0326831B Abschlußbericht ER - TY - CHAP A1 - Dautzenberg, H. A1 - Groß, Rolf Fritz A1 - Renz, Ulrich ED - Jamal, Rahman T1 - Meßtechnik auf dem Prüfstand: Forschung zur Heißgasfiltration T2 - Virtuelle Instrumente in der Praxis. Begleitband zum Kongress VIP 1996 N2 - Im Rahmen von Forschungsvorhaben des BMBF und verschiedener Industriepartner betreibt der Lehrstuhl für Wärmeübertragung und Klimatechnik der RWTH Aachen Pilotanlagen und Prüfstände für Untersuchungen auf dem Gebiet der Heißgasfiltration mit keramischen Filterelementen. Als wesentlicher Garant für den Erfolg der Forschungsarbeit muß die auf das jeweilige Projekt genau abgestimmte Meß- und Regelungstechnik angesehen werden. Hierbei zählt neben der Auswahl geeigneter Hardwarekomponenten auch die Softwareentwicklung unter einer leistungsstarken und zuverlässigen Programmierumgebung. Anhand des Aufbaus dreier Versuchsanlagen im Technikumsmaßstab soll das Anforderungsprofil an die Meßtechnik bis hin zur Umsetzung innerhalb der Anlage skizziert werden. Der Heißgasfiltrationsprüfstand im Heizkraftwerk der RWTH Aachen dient der Beobachtung des Reinigungsverhaltens keramischer Filterelemente bei der Heißgasentstaubung im Temperaturbereich bis 850 Grad C. Wesentlich für die Meßwerterfassung ist hierbei die Kopplung eines Orion-Datenloggers der Firma Schlumberger mit LabView 4.0. Im Hochtemperaturofen des Lehrstuhls werden instationäre Druckmessungen an einer keramischen Filterkerze während eines Abreinigungsimpulses bei 950 Grad C mit hoher Samplingrate durchgeführt. Hierbei übernimmt eine durch LabView 4.0 angesteuerte E-Series Karte der Firma National Instruments die Signalaufnahme. Die katalytische Schadstoffreduktion und Entstaubung heißer Rauchgase bei 900 Grad C sind Ziele der Untersuchungen in einer erstellten Versuchsanlage mit einem Quarzglasreaktor. Die Signalerfassung und -konditionierung erfolgt über SCXI in Verbindung mit LabView 4.0, die Steuerung der Anlage übernehmen zwei Multifunktionskarten (National Instruments). KW - keramischer Werkstoff KW - Filter (Stofftrennung) KW - Filtration KW - Entstaubung KW - Staubfilter Y1 - 1996 N1 - 5.-6. November 1996 Forum der Technik München, Germany SP - 202 EP - 208 PB - National Instruments Germany CY - München ER -