TY - JOUR A1 - Blanke, Tobias A1 - Hagenkamp, Markus A1 - Döring, Bernd A1 - Göttsche, Joachim A1 - Reger, Vitali A1 - Kuhnhenne, Markus T1 - Net-exergetic, hydraulic and thermal optimization of coaxial heat exchangers using fixed flow conditions instead of fixed flow rates JF - Geothermal Energy N2 - Previous studies optimized the dimensions of coaxial heat exchangers using constant mass fow rates as a boundary condition. They show a thermal optimal circular ring width of nearly zero. Hydraulically optimal is an inner to outer pipe radius ratio of 0.65 for turbulent and 0.68 for laminar fow types. In contrast, in this study, fow conditions in the circular ring are kept constant (a set of fxed Reynolds numbers) during optimization. This approach ensures fxed fow conditions and prevents inappropriately high or low mass fow rates. The optimization is carried out for three objectives: Maximum energy gain, minimum hydraulic efort and eventually optimum net-exergy balance. The optimization changes the inner pipe radius and mass fow rate but not the Reynolds number of the circular ring. The thermal calculations base on Hellström’s borehole resistance and the hydraulic optimization on individually calculated linear loss of head coefcients. Increasing the inner pipe radius results in decreased hydraulic losses in the inner pipe but increased losses in the circular ring. The net-exergy diference is a key performance indicator and combines thermal and hydraulic calculations. It is the difference between thermal exergy fux and hydraulic efort. The Reynolds number in the circular ring is instead of the mass fow rate constant during all optimizations. The result from a thermal perspective is an optimal width of the circular ring of nearly zero. The hydraulically optimal inner pipe radius is 54% of the outer pipe radius for laminar fow and 60% for turbulent fow scenarios. Net-exergetic optimization shows a predominant infuence of hydraulic losses, especially for small temperature gains. The exact result depends on the earth’s thermal properties and the fow type. Conclusively, coaxial geothermal probes’ design should focus on the hydraulic optimum and take the thermal optimum as a secondary criterion due to the dominating hydraulics. Y1 - 2021 U6 - http://dx.doi.org/10.1186/s40517-021-00201-3 SN - 2195-9706 N1 - Corresponding author: Tobias Blanke VL - 9 IS - Article number: 19 PB - Springer CY - Berlin ER - TY - JOUR A1 - Meyer, S. A1 - Hänel, Matthias A1 - Beeh, B. A1 - Dittmann-Gabriel, Sören A1 - Dluhosch, R. A1 - May, Martin A1 - Herrmann, Ulf A1 - [und 5 weitere], T1 - Multifunktionaler thermischer Stromspeicher für die Strom- und Wärmeversorgung der Industrie von morgen JF - ETG Journal / Energietechnische Gesellschaft im VDE (ETG) Y1 - 2020 SN - 2625-9907 VL - 2020 IS - 1 SP - 6 EP - 9 ER - TY - CHAP A1 - Sattler, Johannes Christoph A1 - Chico Caminos, Ricardo Alexander A1 - Atti, Vikrama Nagababu A1 - Ürlings, Nicolas A1 - Dutta, Siddharth A1 - Ruiz, Victor A1 - Kalogirou, Soteris A1 - Ktistis, Panayiotis A1 - Agathokleous, Rafaela A1 - Alexopoulos, Spiros A1 - Teixeira Boura, Cristiano José A1 - Herrmann, Ulf T1 - Dynamic simulation tool for a performance evaluation and sensitivity study of a parabolic trough collector system with concrete thermal energy storage T2 - AIP Conference Proceedings 2303 Y1 - 2020 U6 - http://dx.doi.org/10.1063/5.0029277 SN - 0094-243X SP - 160004 PB - American Institute of Physics CY - Melville, NY ER - TY - JOUR A1 - Herrmann, Ulf A1 - Schwarzenbart, Marc A1 - Dittmann-Gabriel, Sören A1 - May, Martin T1 - Hochtemperatur-Wärmespeicher für die Strom- und Wärmewende JF - Solarzeitalter : Politik, Kultur und Ökonomie erneuerbarer Energien Y1 - 2019 SN - 0937-3802 VL - 31 IS - 2 SP - 18 EP - 23 ER - TY - JOUR A1 - Hagenkamp, Markus A1 - Blanke, Tobias A1 - Döring, Bernd T1 - Thermoelectric building temperature control: a potential assessment JF - International Journal of Energy and Environmental Engineering N2 - This study focuses on thermoelectric elements (TEE) as an alternative for room temperature control. TEE are semi-conductor devices that can provide heating and cooling via a heat pump effect without direct noise emissions and no refrigerant use. An efficiency evaluation of the optimal operating mode is carried out for different numbers of TEE, ambient temperatures, and heating loads. The influence of an additional heat recovery unit on system efficiency and an unevenly distributed heating demand are examined. The results show that TEE can provide heat at a coefficient of performance (COP) greater than one especially for small heating demands and high ambient temperatures. The efficiency increases with the number of elements in the system and is subject to economies of scale. The best COP exceeds six at optimal operating conditions. An additional heat recovery unit proves beneficial for low ambient temperatures and systems with few TEE. It makes COPs above one possible at ambient temperatures below 0 ∘C. The effect increases efficiency by maximal 0.81 (from 1.90 to 2.71) at ambient temperature 5 K below room temperature and heating demand Q˙h=100W but is subject to diseconomies of scale. Thermoelectric technology is a valuable option for electricity-based heat supply and can provide cooling and ventilation functions. A careful system design as well as an additional heat recovery unit significantly benefits the performance. This makes TEE superior to direct current heating systems and competitive to heat pumps for small scale applications with focus on avoiding noise and harmful refrigerants. Y1 - 2021 U6 - http://dx.doi.org/10.1007/s40095-021-00424-x N1 - Corresponding author: Markus Hagenkamp VL - 13 SP - 241 EP - 254 PB - Springer CY - Berlin ER - TY - JOUR A1 - Blanke, Tobias A1 - Reger, Vitali A1 - Döring, Bernd A1 - Göttsche, Joachim A1 - Kuhnhenne, Markus T1 - Koaxiale Stahlenergiepfähle JF - Stahlbau N2 - Ein entscheidender Teil der Energiewende ist die Wärmewende im Gebäudesektor. Ein Schlüsselelement sind hier Wärmepumpen. Diese benötigen eine Wärmequelle, der sie Energie entziehen können, um sie auf ein höheres Temperaturniveau zu transformieren. Diese Wärmequelle kann bspw. das Erdreich sein, dessen Wärme durch Erdsonden erschlossen werden kann. In diesem Beitrag werden in Stahlpfähle integrierte Koaxialsonden mit dem Stand der Technik von Erdsonden gleichen Durchmessers bezüglich ihrer thermischen Leistungsmerkmale verglichen. Die Stahlenergiepfähle bieten neben der Wärmegewinnung weitere Vorteile, da sie auch eine statische Funktion übernehmen und rückstandsfrei zurückgebaut werden können. Es werden analytische und numerische Berechnungen vorgestellt, um die thermischen Potenziale beider Systeme zu vergleichen. Außerdem wird ein Testaufbau gezeigt, bei dem Stahlenergiepfähle in zwei verschiedenen Längen mit vorhandenen gängigen Erdsonden verglichen werden können. Die Berechnungen zeigen einen deutlichen thermischen Mehrertrag zwischen 26 % und 148 % der Stahlenergiepfähle gegenüber dem Stand der Technik abhängig vom Erdreich. Die Messergebnisse zeigen einen thermischen Mehrertrag von über 100 %. Es lässt sich also signifikante Erdsondenlänge einsparen. Dabei ist zu beachten, dass sich damit der thermisch genutzte Bereich des Erdreichs reduziert, wodurch die thermische Regeneration und/oder das Langzeitverhalten des Erdreichs an Bedeutung gewinnt. Y1 - 2021 VL - 90. 2021 IS - 6 SP - 417 EP - 424 PB - Wiley CY - Weinheim ER - TY - CHAP A1 - Kreyer, Jörg A1 - Müller, Marvin A1 - Esch, Thomas T1 - A Map-Based Model for the Determination of Fuel Consumption for Internal Combustion Engines as a Function of Flight Altitude T2 - Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2019, „Luft- und Raumfahrt – technologische Brücke in die Zukunft“, Darmstadt, 30. September bis 2. Oktober 2019 Y1 - 2020 U6 - http://dx.doi.org/10.25967/490162 PB - Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt - Lilienthal-Oberth e.V CY - Bonn ER - TY - CHAP A1 - El Moussaoui, Noureddine A1 - Kassmi, Khalil A1 - Alexopoulos, Spiros A1 - Schwarzer, Klemens A1 - Chayeb, Hamid A1 - Bachiri, Najib T1 - Simulation studies on a new innovative design of a hybrid solar distiller MSDH alimented with a thermal and photovoltaic energy T2 - Materialstoday: Proceedings Y1 - 2021 U6 - http://dx.doi.org/10.1016/j.matpr.2021.03.115 SN - 2214-7853 ER - TY - CHAP A1 - Oetringer, Kerstin A1 - Dümmler, Andreas A1 - Göttsche, Joachim T1 - Neues Modell zur 1D-Simulation der indirekten Verdunstungskühlung T2 - DKV‐Tagung 2020, AA II.1 Y1 - 2020 N1 - Deutsche Kälte- und Klimatagung 2020 online SP - 1 EP - 13 ER - TY - CHAP A1 - Dümmler, Andreas A1 - Oetringer, Kerstin A1 - Göttsche, Joachim T1 - Auslegungstool zur energieeffizienten Kühlung von Gebäuden T2 - DKV-Tagung 2020, AA IV Y1 - 2020 N1 - Deutsche Kälte- und Klimatagung 2020 online SP - 1 EP - 12 ER - 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 - CHAP A1 - Sattler, Johannes, Christoph A1 - Caminos, Ricardo Alexander Chico A1 - Ürlings, Nicolas A1 - Dutta, Siddharth A1 - Ruiz, Victor A1 - Kalogirou, Soteris A1 - Ktistis, Panayiotis A1 - Agathokleous, Rafaela A1 - Jung, Christian A1 - Alexopoulos, Spiros A1 - Atti, Vikrama Nagababu A1 - Teixeira Boura, Cristiano José A1 - Herrmann, Ulf T1 - Operational experience and behaviour of a parabolic trough collector system with concrete thermal energy storage for process steam generation in Cyprus T2 - AIP Conference Proceedings Y1 - 2020 U6 - http://dx.doi.org/10.1063/5.0029278 IS - 2303 SP - 140004-1 EP - 140004-10 ER - TY - CHAP A1 - Rendon, Carlos A1 - Schwager, Christian A1 - Ghiasi, Mona A1 - Schmitz, Pascal A1 - Bohang, Fakhri A1 - Caminos, Ricardo Alexander Chico A1 - Teixeira Boura, Cristiano José A1 - Herrmann, Ulf T1 - Modeling and upscaling of a pilot bayonettube reactor for indirect solar mixed methane reforming T2 - AIP Conference Proceedings Y1 - 2020 U6 - http://dx.doi.org/10.1063/5.0029974 IS - 2303 SP - 170012-1 EP - 170012-9 ER - TY - CHAP A1 - Hoffschmidt, Bernhard A1 - Alexopoulos, Spiros A1 - Rau, Christoph A1 - Sattler, Johannes, Christoph A1 - Anthrakidis, Anette A1 - Teixeira Boura, Cristiano José A1 - O’Connor, B. A1 - Chico Caminos, R.A. A1 - Rendón, C. A1 - Hilger, P. T1 - Concentrating solar power T2 - Comprehensive Renewable Energy (Second Edition) / Volume 3: Solar Thermal Systems: Components and Applications N2 - The focus of this chapter is the production of power and the use of the heat produced from concentrated solar thermal power (CSP) systems. The chapter starts with the general theoretical principles of concentrating systems including the description of the concentration ratio, the energy and mass balance. The power conversion systems is the main part where solar-only operation and the increase in operational hours. Solar-only operation include the use of steam turbines, gas turbines, organic Rankine cycles and solar dishes. The operational hours can be increased with hybridization and with storage. Another important topic is the cogeneration where solar cooling, desalination and of heat usage is described. Many examples of commercial CSP power plants as well as research facilities from the past as well as current installed and in operation are described in detail. The chapter closes with economic and environmental aspects and with the future potential of the development of CSP around the world. KW - Central receiver power plant KW - Concentrated systems KW - Gas turbine KW - Hybridization KW - Power conversion systems Y1 - 2022 SN - 978-0-12-819734-9 SP - 670 EP - 724 PB - Elsevier CY - Amsterdam ER - TY - CHAP A1 - Hoffschmidt, Bernhard A1 - Alexopoulos, Spiros A1 - Göttsche, Joachim A1 - Sauerborn, Markus A1 - Kaufhold, O. T1 - High Concentration Solar Collectors T2 - Comprehensive Renewable Energy (Second Edition) / Volume 3: Solar Thermal Systems: Components and Applications N2 - Solar thermal concentrated power is an emerging technology that provides clean electricity for the growing energy market. To the solar thermal concentrated power plant systems belong the parabolic trough, the Fresnel collector, the solar dish, and the central receiver system. For high-concentration solar collector systems, optical and thermal analysis is essential. There exist a number of measurement techniques and systems for the optical and thermal characterization of the efficiency of solar thermal concentrated systems. For each system, structure, components, and specific characteristics types are described. The chapter presents additionally an outline for the calculation of system performance and operation and maintenance topics. One main focus is set to the models of components and their construction details as well as different types on the market. In the later part of this article, different criteria for the choice of technology are analyzed in detail. KW - Central receiver system KW - Concentrated solar collector KW - Solar dish KW - Solar concentration Y1 - 2022 SN - 978-0-12-819734-9 U6 - http://dx.doi.org/10.1016/B978-0-12-819727-1.00058-3 SP - 198 EP - 245 PB - Elsevier CY - Amsterdam 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 - http://dx.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 - http://dx.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 - http://dx.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 - http://dx.doi.org/10.1186/s42162-022-00208-5 SN - 2520-8942 N1 - Proceedings of the 11th DACH+ Conference on Energy Informatics, 15-16 September 2022, Freiburg, Germany. VL - 5 IS - 1, Article number: 17 SP - 1 EP - 14 PB - Springer Nature ER - TY - CHAP A1 - Schulze-Buxloh, Lina A1 - Groß, Rolf Fritz T1 - Miniature urban farming plant: a complex educational “Toy” for engineering students T2 - The Future of Education 11th Edition 2021 N2 - Urban farming is an innovative and sustainable way of food production and is becoming more and more important in smart city and quarter concepts. It also enables the production of certain foods in places where they usually dare not produced, such as production of fish or shrimps in large cities far away from the coast. Unfortunately, it is not always possible to show students such concepts and systems in real life as part of courses: visits of such industry plants are sometimes not possible because of distance or are permitted by the operator for hygienic reasons. In order to give the students the opportunity of getting into contact with such an urban farming system and its complex operation, an industrial urban farming plant was set up on a significantly smaller scale. Therefore, all needed technical components like water aeriation, biological and mechanical filtration or water circulation have been replaced either by aquarium components or by self-designed parts also using a 3D-printer. Students from different courses like mechanical engineering, smart building engineering, biology, electrical engineering, automation technology and civil engineering were involved in this project. This “miniature industrial plant” was also able to start operation and has now been running for two years successfully. Due to Corona pandemic, home office and remote online lectures, the automation of this miniature plant should be brought to a higher level in future for providing a good control over the system and water quality remotely. The aim of giving the student a chance to get to know the operation of an urban farming plant was very well achieved and the students had lots of fun in “playing” and learning with it in a realistic way. KW - urban farming KW - food production KW - smart engineering KW - 3D printing KW - sustainability Y1 - 2021 N1 - FOE 2021 : The Future of Education International Conference – Fully Virtual Edition; 01.07.2021-02.07.2021; Florence, Italy ER - TY - CHAP A1 - Mohan, Nijanthan A1 - Groß, Rolf Fritz A1 - Menzel, Karsten A1 - Theis, Fabian T1 - Opportunities and Challenges in the Implementation of Building Information Modeling for Prefabrication of Heating, Ventilation and Air Conditioning Systems in Small and Medium-Sized Contracting Companies in Germany – A Case Study T2 - WIT Transactions on The Built Environment, Vol. 205 N2 - FEven though BIM (Building Information Modelling) is successfully implemented in most of the world, it is still in the early stages in Germany, since the stakeholders are sceptical of its reliability and efficiency. The purpose of this paper is to analyse the opportunities and obstacles to implementing BIM for prefabrication. Among all other advantages of BIM, prefabrication is chosen for this paper because it plays a vital role in creating an impact on the time and cost factors of a construction project. The project stakeholders and participants can explicitly observe the positive impact of prefabrication, which enables the breakthrough of the scepticism factor among the small-scale construction companies. The analysis consists of the development of a process workflow for implementing prefabrication in building construction followed by a practical approach, which was executed with two case studies. It was planned in such a way that, the first case study gives a first-hand experience for the workers at the site on the BIM model so that they can make much use of the created BIM model, which is a better representation compared to the traditional 2D plan. The main aim of the first case study is to create a belief in the implementation of BIM Models, which was succeeded by the execution of offshore prefabrication in the second case study. Based on the case studies, the time analysis was made and it is inferred that the implementation of BIM for prefabrication can reduce construction time, ensures minimal wastes, better accuracy, less problem-solving at the construction site. It was observed that this process requires more planning time, better communication between different disciplines, which was the major obstacle for successful implementation. This paper was carried out from the perspective of small and medium-sized mechanical contracting companies for the private building sector in Germany. KW - building information modelling KW - HVAC KW - prefabrication KW - construction KW - small and medium scaled companies Y1 - 2021 U6 - http://dx.doi.org/10.2495/BIM210101 SN - 1743-3509 N1 - 4th International Conference on Building Information Modelling (BIM) in Design, Construction and Operations, 1–3 September 2021. Santiago de Compostela, Spain SP - 117 EP - 126 PB - WIT Press CY - Southampton ER - TY - RPRT A1 - Ayar, A. A1 - Fielenbach, C. A1 - Groß, Rolf Fritz A1 - Holfeld, T. A1 - Lockemann, S. A1 - Severin, C. A1 - Thulfaut, Christian A1 - Hillemacher, B. T1 - Druckkohlenstaubverbrennung von rheinischer Braunkohle : Abschlussbericht T1 - Pressure combustion of rhenish brown coal : final report N2 - Im Rahmen des Forschungsschwerpunkts 3 wurde experimentell und theoretisch die NO{sub x}-Bildung und -Reduktion bei der Druckkohlenstaubverbrennung untersucht. Der zuvor beschriebene Einfluss der Kohlemahlung auf die Flamme konnte auch anhand der NO{sub x}-Messungen an der DKSF-Anlage Aachen bestaetigt werden. Waehrend mit Braunkohle im Staubfeuerungsbetrieb noch keine eindeutige Druckabhaengigkeit nachgewiesen werden konnte, haben vom Lehrstuhl durchgefuehrte NO{sub x}-Messungen an der DKSF-Anlage Dorsten im Schmelzkammerfeuerungsbetrieb mit der Steinkohle Spitzbergen zwischen 9 und 13 bar ein Absinken der Stickoxidkonzentrationen mit steigendem Druck ergeben. Fuer die rheinische Braunkohle soll dieser Druckeinfluss in den naechsten Versuchsfahrten ausfuehrlicher untersucht werden. Es wurde anhand von numerischen Simulationen zu einer Braunkohleflamme der 6. Versuchsfahrt ein Vergleich zwischen der NO{sub x}-Modellierung im Standard-FLUENT-Code und in dem mit User Defined Subroutines der international flame research foundation (IFRF), Ijmuiden, erweiterten FLUENT-Code vorgenommen. Es zeigte sich, dass bei der Modellierung der Stickoxidbildung die unterschiedlich vorhergesagten Flammentemperaturen eine entscheidende Rolle spielen. Eine genauere Analyse der NO{sub x}-Modelle im Vergleich zu Messergebnissen ist bei einer Schmelzkammerfeuerung mit einer stabilen Flamme vorzunehmen. Es wurden zusaetzlich Messungen zur Untersuchung der Kinetik homogener Gasphasenreaktionen in Rauchgasen an einem Stahlreaktor durchgefuehrt. Dabei wurde sowohl der thermisch bedingte als auch der durch zudosierte Additive katalysierte Abbau nitroser Komponenten betrachtet. Vergleichend wurden mit einem am Lehrstuhl entwickelten Programm die Kinetik beschrieben. Hierbei wird mit einer Sensitivitaetsanalyse eine Reduzierung der detaillierten Darstellung der Reaktionskinetik erreicht, die es erlaubt, mit einem CFD-Code wie FLUENT zwei- und dreidimensionale Rechnungen zum Abbau verschiedener Rauchgaskomponenten durchzufuehren. Die Uebereinstimmung zwischen ein- und zweidimensionalen Rechnungen und den Messungen ist gut. N2 - NOx formation and reduction in the coal combustion process was investigated both experimentally and theoretically. The influence of coal grain size described in earlier publications was proved by the measurements at the DKSF test facility at Aachen. While no pressure dependence was established so far for lignite, measurements on Spitzbergen coal at 9 - 13 bar showed a decrease in NOx concentrations with increasing pressure. This effect will be investigated for Rhenish brown coal in further experiments. Modelling by the standard FLUENT code and by the user defined subroutines of the FLUENT code developed by the International Flame Research Foundation (IFRF), Ijmuiden, showed that the different predictions of flame temperatures have a decisive role in the modelling of NOx formation. A more accurate analysis of the NOx models as compared to ther measurements will be carried out in a melting chamber furnace with a stable flame. Additionally, measurements were carried out for investigating the kinetics of homogeneous gaseous phase reactions in flue gases, i.e. the thermal and additive-catalysed degradation of nitrous components was investigated. The kinetics of the process was also described by a code developed at Aachen University. On the base of a sensitivity analysis, a reduction of the detailed modelling of the reaction kinetics is achieved which permits 2D and 3D calculations on the decomposition of different flue gas components using a CFD code like FLUENT. The 1D and 2D calculations and the measurements were found to be in good agreement. Y1 - 2003 N1 - Druckkohlenstaubverbrennung von rheinischer Braunkohle Förderkennzeichen: 0327072 Abschlussbericht zum Forschungsvorhaben ausführende Stelle: Lehrstuhl fur Wärmeübertragung und Klimatechnik der RWTH Aachen Professor Dr.-Ing. U. Renz ER - TY - JOUR A1 - Thulfaut, Christian A1 - Groß, Rolf Fritz T1 - Experimentelle Untersuchung der Luftstromvermischung in Hybridzellenkühltürmen JF - HLH. Heizung, Lüftung/Klima, Haustechnik N2 - Zwangsbelüftete Nasskühltürme haben im Gegensatz zur Trockenkühlung bei naßkaltem Wetter Nebelschwaden zur Folge. Dagegen ist bei Naßkühlung die spezifische Kühlleistung durch abgeführte Kondensationswärme höher als bei der Trockenkühlung. Hybridzellenkühltürme kombinieren beide Methoden, so daß ein Mischstrom beider Abluftströme die Wasserdampf-Sättigungsgrenze nicht überschreitet. Durch das Mischungsverhältnis kann man den gewünschten Sättigungsgrad einstellen. Je dichter dieser an der Sättigungsgrenze liegt, desto höher ist die Kühlleistung. Der von unten zugeführte Luftstrom der Naßkühlung und der seitlich zugeführte trockene Abluftstrom müssen sehr gut durchmischt werden, um über den gesamten Austrittsquerschnitt des Kühlturms die Sättigungsgrenze nicht zu überschreiten. In einem maßstabsgerechten Modell wurde der Mischungsgrad mit und ohne Einbauten untersucht. Über ein Raster von 10 mal 10 Punkten wurde die örtliche Temperaturverteilung ermittelt. Wärmebilanzen ergeben dann die Mischungsgüte in einer Ebene oberhalb der Zellenkrone. Während ohne Mischeinbauten der Trockenluftanteil in der Mitte des Querschnitts bei unter 15 % liegt erhöhen Einbauten den Trockenluftanteil auf 30 % bis über 40 %. Dabei wurde die Trockenluft auf jeder Kühlturmseite durch 4 konisch zulaufende, unten offene und oben geschlitzte Einbauten kanalisiert. Die Nassluft wurde durch eine im Querschnitt dreieckige Rinne in Richtung der Trockenluftauslässe umgelenkt. Im Raster leicht zu lokalisierende Abweichungen vom gewünschten Mittelwert zeigen Potential für die weitere Verbesserung der Einbauten. KW - Trockenkühlturm KW - Nasskühlturm KW - kombiniertes Verfahren KW - Mischen KW - Abluft Y1 - 2000 SN - 1436-5103 VL - 51 IS - 8 SP - 48 EP - 49 PB - Springer CY - Düsseldorf ER - TY - CHAP A1 - Groß, Rolf Fritz A1 - Hecken, M. A1 - Renz, Ulrich ED - Dittler, A. ED - Hemmer, G. ED - Kasper, G. T1 - Hot gas filtration with ceramic filter candles: experimental and numerical investigations on fluid flow during element cleaning T2 - High temperature gas cleaning. Vol. 2 N2 - Ceramic hot gas filters are widely used in combined cycles based on pressurised fluidised beds. They fulfil most of the demands with respect to cleaning efficiency and long time durability, but their operation regarding the consumption of pulse gas and energy still has to be optimised. Experimental investigations were carried out to measure the flow field, the pressure and the gas temperature inside the filter candle during pulse jet cleaning. These results are compared with the results of a numerical procedure based on a solution of the two - dimensional conservation equations for momentum and energy. The observed difficulties handling different flow regimes like highly turbulent flow as well as Darcy flow simultaneously are discussed. KW - 20 fossil-fueled power plants KW - hot gas cleanup KW - ceramics KW - filtration KW - gas flow Y1 - 1999 SN - 3-9805220-1-6 N1 - 4th International Symposium and Exhibition on Gas Cleaning at High Temperatures, 22.-24.09.1999, Karlsruhe SP - 862 EP - 873 PB - KIT Institut für Mechanische Verfahrenstechnik und Mechanik CY - Karlsruhe 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 - http://dx.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 - TY - CHAP A1 - Groß, Rolf Fritz A1 - Müller, D. A1 - Herting, D. A1 - Schneemann, A. A1 - Renz, Ulrich ED - Rahman, Jamal ED - Jaschinski, Hans T1 - Modulare Messdatenerfassung in Forschung und Lehre T2 - Virtuelle Instrumente in der Praxis : Begleitband zum Kongress VIP '97 N2 - The Lehrstuhl für Wärmeübertragung und Klimatechnik at the Aachen University of Technology operates several test facilities to investigate fundamentals of heat and mass transfer supported by the Deutsche Forschungsgemeinschaft, the Minister für Forschung und Technologie and the industry. In order to get high-resolution and reproselection of hardware components is as critical as the design of software routines to perform successful and accurate measurements. In the following the development of the measurement and control system for three different test facilities is presented and discussed. Special attention is given to the education of students within the framework of laboratories and scientific experiments. Y1 - 1997 SN - 978-3-7785-2667-5 Pp. SP - 282 EP - 288 PB - Hüthig CY - Heidelberg ER - TY - JOUR A1 - Groß, Rolf Fritz A1 - Berger, J. T1 - Quo Vadis - Ausblick in die Gebäudeleittechnik der Zukunft T1 - Whitherfacility management? An outlook to the future JF - HLH. Heizung, Lüftung/Klima, Haustechnik N2 - Auf dem Weg zum vernetzten Haus stoßen Hersteller und Planer, insbesondere im privaten Wohnungsbau, zur Zeit noch auf erhebliche Widerstände bei der Durchdringung des Marktes. N2 - Producers and planners of facility management systems are still faced with building owners' reluctance, especially when it comes to private homes. Y1 - 2005 SN - 1436-5103 VL - 56 IS - 1 SP - 39 EP - 41 PB - Springer CY - Düsseldorf ER - TY - JOUR A1 - Groß, Rolf Fritz A1 - Berger, J. A1 - Groß, H. T1 - Gebäudeautomation - Betriebsdatenerfassung und Gebäudeleittechnik im Klartext T1 - Operating data- and facility management in clear JF - HLH. Heizung, Lüftung/Klima, Haustechnik KW - Heizung KW - Lüftung KW - Klimatechnik KW - Lüftungstechnik KW - Haustechnik Y1 - 2003 SN - 1436-5103 VL - 54 IS - 2 SP - 81 PB - Springer CY - Düsseldorf ER - TY - THES A1 - Groß, Rolf Fritz T1 - Zur Kinetik homogener Gasphasenreaktionen nitroser Komponenten in Rauchgasen einer kohlebefeuerten Wirbelschicht KW - Kohlefeuerung KW - Wirbelschichtfeuerung KW - Stickstoffoxide KW - Reduktion KW - Rohrreaktor Y1 - 2002 SN - 3-8322-0004-5 (softcover) SN - 3-8322-0004-6 (elektronisch) N1 - Dissertation RWTH Aachen PB - Shaker CY - Aachen ER - TY - RPRT A1 - Christ, Ansgar A1 - Groß, Rolf Fritz A1 - Renz, Ulrich T1 - HGR: Untersuchung zur Minimierung von gasförmigen Schadstoffen aus Rauchgasen bei der Heißgasfiltration T1 - Hot gas filtration: investigations to remove gaseous pollutant components out of flue gas during hot gas filtration N2 - Gas- und Dampfturbinen-Kraftwerke mit Druckwirbelschicht- oder mit Druckvergasungsverfahren ermöglichen die Verstromung von Kohle mit hohem Wirkungsgrad und niedrigen Emissionen. Eine Voraussetzung für den Betrieb dieser Anlagen ist die Entstaubung der Rauchgase bei hohen Temperaturen und Drücken. Abreinigungsfilter mit keramischen Elementen werden dazu eingesetzt. Eine Reduzierung gasförmiger Schadstoffe unter den gleichen Bedingungen könnte Rauchgaswäsche ersetzen. Ziel des Gesamtvorhabens ist es, die Integration von Heißgasfiltration und katalytischem Abbau der Schadstoffe Kohlenmonoxid, Kohlenwasserstoffe und Stickoxide in einen Verfahrensschritt zu untersuchen. Die Arbeitsschwerpunkte dieses Teilvorhabens betreffen: die katalytische Wirkung eisenhaltiger Braunkohlenaschen, die Wirksamkeit des Calciumaluminat als Katalysator des Abbaus unverbrannter Kohlenwasserstoffe im Heißgasfilter, numerische Simulation der kombinierten Abscheidung von Partikeln und gasförmigen Schadstoffen aus Rauchgasen N2 - Power plants with gas and steam turbines in pressurized fluidized bed or pressurized gasification processes enable power generation of coal with high efficiancy and little emissions. To run these plants the cleaning of the flue gas is necessary before entering the turbines under the conditions of high temperature and pressure. Ceramic filter elements are the most probable method for hot gas cleaning. A simultaneous reduction of gaseous pollutant components under these conditions could help to make the whole process more efficiant. The aim of the project is to integrate the catalytic reduction of carbon monoxide, hydrocarbons and nitric oxides into the hot gas filtration with ceramic filter elements as a one step mecanism. The project is focused on: the catalytic behaviour of ferrugious ashes of brown coal, the effectiveness of calcinated aluminates as a catalyst to remove uncombuste hydrocarbons in a hot gas filtration unit, numerical simulation of the combined removal of particels and gaseous pollutant components out of the flue gas. KW - Kraftwerkstechnik KW - Stickstoffoxide KW - Kohlenmonoxidbelastung KW - Schadgas KW - Heterogene Katalyse Y1 - 1998 U6 - http://dx.doi.org/10.2314/GBV:504318411 N1 - Verbundprojekt im Rahmen der Projektträgerschaft BEO des BMBF der Partner RWTH Aachen, Lehrstuhl für Wärmeübertragung und Klimatechnik uve Institut für Technische Chemie und Umweltschutz GmbH, Berlin-Adlershof Hugo Petersen, Gesellschaft für verfahrenstechnischen Anlagenbau mbH&Co.KG, Wiesbaden Förderkennzeichen: 0326819F [Abschlußdatum des Vorhabens: Dezember 1997] ER - TY - CHAP A1 - Duran Paredes, Ludwin A1 - Mottaghy, Darius A1 - Herrmann, Ulf A1 - Groß, Rolf Fritz T1 - Online ground temperature and soil moisture monitoring of a shallow geothermal system with non-conventional components T2 - EGU General Assembly 2020 N2 - We present first results from a newly developed monitoring station for a closed loop geothermal heat pump test installation at our campus, consisting of helix coils and plate heat exchangers, as well as an ice-store system. There are more than 40 temperature sensors and several soil moisture content sensors distributed around the system, allowing a detailed monitoring under different operating conditions.In the view of the modern development of renewable energies along with the newly concepts known as Internet of Things and Industry 4.0 (high-tech strategy from the German government), we created a user-friendly web application, which will connect the things (sensors) with the open network (www). Besides other advantages, this allows a continuous remote monitoring of the data from the numerous sensors at an arbitrary sampling rate.Based on the recorded data, we will also present first results from numerical simulations, taking into account all relevant heat transport processes.The aim is to improve the understanding of these processes and their influence on the thermal behavior of shallow geothermal systems in the unsaturated zone. This will in turn facilitate the prediction of the performance of these systems and therefore yield an improvement in their dimensioning when designing a specific shallow geothermal installation. Y1 - 2020 N1 - Online 4–8 May 2020 [Session ERE2.8] EGU2020-19052 ER - TY - CHAP A1 - Schulze-Buxloh, Lina A1 - Groß, Rolf Fritz T1 - Interdisciplinary Course Smart Building Engineering: A new approach of teaching freshmen in remote teamwork project under pandemic restrictions T2 - New Perspectives in Science Education -International Conference (virtual event, 18-19 March 2021) N2 - In the context of the Corona pandemic and its impact on teaching like digital lectures and exercises a new concept especially for freshmen in demanding courses of Smart Building Engineering became necessary. As there were hardly any face-to-face events at the university, the new teaching concept should enable a good start into engineering studies under pandemic conditions anyway and should also replace the written exam at the end. The students should become active themselves in small teams instead of listening passively to a lecture broadcast online with almost no personal contact. For this purpose, a role play was developed in which the freshmen had to work out a complete solution to the realistic problem of designing, construction planning and implementing a small guesthouse. Each student of the team had to take a certain role like architect, site manager, BIM-manager, electrician and the technitian for HVAC installations. Technical specifications must be complied with, as well as documentation, time planning and cost estimate. The final project folder had to contain technical documents like circuit diagrams for electrical components, circuit diagrams for water and heating, design calculations and components lists. On the other hand construction schedule, construction implementation plan, documentation of the construction progress and minutes of meetings between the various trades had to be submitted as well. In addition to the project folder, a model of the construction project must also be created either as a handmade model or as a digital 3D-model using Computer-aided design (CAD) software. The first steps in the field of Building information modelling (BIM) had also been taken by creating a digital model of the building showing the current planning status in real time as a digital twin. This project turned out to be an excellent training of important student competencies like teamwork, communication skills, and self -organisation and also increased motivation to work on complex technical questions. The aim of giving the student a first impression on the challenges and solutions in building projects with many different technical trades and their points of view was very well achieved and should be continued in the future. KW - Freshmen KW - roleplay KW - Smart Building Engineering KW - BIM KW - remote teamwork Y1 - 2021 N1 - New Perspectives in Science Education - 10th Edition 18-19 March 2021 Fully Virtual Conference PB - Filodiritto CY - Bologna ER - TY - CHAP A1 - Schulze-Buxloh, Lina A1 - Groß, Rolf Fritz A1 - Ulbrich, Michelle T1 - Digital planning using building information modelling and virtual reality: new approach for students’ remote practical training under lockdown conditions in the course of smart building engineering T2 - Proceedings of International Conference on Education in Mathematics, Science and Technology 2021 N2 - The worldwide Corona pandemic has severely restricted student projects in the higher semesters of engineering courses. In order not to delay the graduation, a new concept had to be developed for projects under lockdown conditions. Therefore, unused rooms at the university should be digitally recorded in order to develop a new usage concept as laboratory rooms. An inventory of the actual state of the rooms was done first by taking photos and listing up all flaws and peculiarities. After that, a digital site measuring was done with a 360° laser scanner and these recorded scans were linked to a coherent point cloud and transferred to a software for planning technical building services and supporting Building Information Modelling (BIM). In order to better illustrate the difference between the actual and target state, two virtual reality models were created for realistic demonstration. During the project, the students had to go through the entire digital planning phases. Technical specifications had to be complied with, as well as documentation, time planning and cost estimate. This project turned out to be an excellent alternative to on-site practical training under lockdown conditions and increased the students’ motivation to deal with complex technical questions. KW - smart building engineering KW - building information modelling KW - virtual reality KW - lockdown conditions KW - emote practical training Y1 - 2021 SN - 978-1-952092-17-6 N1 - April 1-4, 2021 in Antalya, Turkey. SP - 118 EP - 123 PB - ISTES Organization CY - San Antonio, TX ER - TY - CHAP A1 - Groß, Rolf Fritz T1 - Möglichkeiten und Grenzen für Forschung an Fachhochschulen T2 - Smart Building Convention und BIMconvention in Aachen im September Y1 - 2018 N1 - 10. und 11. September 2018, Aachen ER - TY - RPRT A1 - Höfler, Matthias A1 - Groß, Rolf Fritz T1 - Optimierung der Oxidationskinetik von Sulfit zu Sulfat durch effiziente feinblasige Belüftung bei Anlagen zur Rauchgasentschwefelung fossil befeuerter Kraftwerke und Industrieanlagen mittels Seewasser ("Optiox") N2 - Das Forschungsvorhaben Optiox beschäftigt sich mit der Optimierung eines Belüftungsbeckens zur Rauchgasentschwefelung fossil befeuerter Kraftwerke mittels Seewasser. Unter Neutralisierung der entstehenden Hydroniumionen (H3O+) durch die natürliche Alkalität des Seewassers dissoziiert Schwefeldioxid aus dem Rauchgase im vorgeschalteten Absorber beim Phasenübergang von der Gas- in die Flüssigphase zu Sulfiten. Im Belüftungsbecken werden diese Sulfite mittels eingeblasener Luft zu Sulfaten oxidiert, was zu einer geringen Erhöhung der Sulfatfracht vor Einleitung ins Meer führt, die unterhalb der natürlichen Schwankungen liegt. Daneben dient das Belüftungsbecken der Konditionierung des Seewassers hinsichtlich pH-Wert und Sauerstoffgehalt und ist mit hoch effizienten Belüftern ausgestattet, deren Spezifikation den jeweiligen Randbedingungen, wie Abscheideleistung des Absorbers, Beckengeometrie sowie lokalen Gegebenheiten angepasst wird. Y1 - 2016 N1 - Projektlaufzeit: 10/2012 – 09/2015 Gefördert durch: BMBF – Förderkennlinie Ingenieurnachwuchs Kooperationspartner: Doosan Lentjes GmbH, Ratingen, FH Aachen, Fachbereich Energietechnik, Prof. Dr.-Ing. Rolf Groß ER -