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MediaService Digital Industries Nachrichtenredaktion

Sauber geheizt und gekühlt - Entwicklung von energiesparender Wärmepumpe mit Siemens PLM Software

Die Firma ThermoLift hat das erdgasbetriebene ThermoLift-System entwickelt, das Klimaanlage und Wärmepumpe in sich vereint.

In den USA halten die meisten Menschen ihre Häuser und Wohnungen mit Öfen oder Boilern warm. Nur ein kleiner Teil nutzt oft mit Strom betriebene Wärmepumpen, die die Gebäude mit Umgebungswärme heizen. Hier setzen die Gründer der Firma ThermoLift, Dr. Peter Hofbauer und Paul Schwartz, an. Ihr ThermoLift-System für eine moderne Heizungs-, Lüftungs- und Klimatechnik (Heating, Ventilation, Air Condition/HVAC) ähnelt einer herkömmlichen Vuilleumier-Wärmepumpe, verwendet jedoch einen speziellen Temperatur-Zyklus (den TC-Cycle). Um den simulationsgesteuerten Designprozess zu verbessern, arbeitet ThermoLift seit einigen Jahren mit Simulationssoftware Simcenter aus dem Portfolio von Siemens PLM Software.
ThermoLift chose Siemens PLM Software solutions for the development and automated design optimization processes as well as for simulating the design process.

Für die Entwicklung und eine automatisierte Designoptimierung sowie für die Simulation des Designprozesses setzt ThermoLift auf Lösungen von Siemens PLM Software. Durch das optimale Design lassen sich die Energiekosten für Gebäudeheizungs-, Kühlungs- und Warmwassersysteme im Vergleich zu herkömmlichen Systemen mit ThermoLift um 30 bis 50 Prozent senken.

Selbst komplexe Physik präzise simuliert

Eine herkömmliche Vuilleumier-Wärmepumpe bewegt innerhalb eines geschlossenen Systems ein Gas wie beispielsweise Helium zwischen drei Kammern. Zwei sogenannte Verdränger gleiten innerhalb eines Zylinders hin und her. Durch Expansion beziehungsweise Komprimierung des Gases entsteht durch den thermodynamischen Kreislauf Kälte oder Wärme. Das ThermoLift-Gerät unterscheidet sich nun insofern von einer Vuilleumier-Wärmepumpe, als dass die Verdränger unabhängig von der Mechatronik reguliert werden, um die Verdrängerbewegung und damit den thermodynamischen Zyklus besser zu steuern. Das gesamte ThermoLift-System besteht aus mehreren Modulen wie Wärmetauscher, Regeneratoren und Verdrängern, die während des Designprozesses erstellt werden. Für die Simulation und zur Modellierung der komplexen Physik setzt ThermoLift auf Simcenter Star-CCM +. Die Software ist eine umfassende Lösung, die eine multidisziplinäre Simulation in einer einzigen Benutzeroberfläche ermöglicht. Außerdem können mit Star-CCM + mehr Komponenten in die Simulation integriert werden. Das beschleunigt den Designprozess und liefert noch präzisere Ergebnisse.
The optimum design of the ThermoLift solution allows the energy costs for the heating, cooling and hot water systems in a building to be reduced by 30 to 50 percent compared to conventional systems.

Mit Simcenter Star CCM + können besonders viele Komponenten in die Simulation eingebunden und multidisziplinäre Simulationen in einer einzigen Benutzeroberfläche realisiert werden.

Sparsam und zuverlässig

Durch den optimierten Designprozess können beim ThermoLift-System die Energieverluste um Vergleich zu herkömmlichen Vuilleumier-Wärmepumpen erheblich reduziert werden. Das führt zu Einsparungen bei den Energiekosten von 30 bis 50 Prozent. Zudem konnten durch die "weiche Landung" der Verdränger die Maschinengeräusche reduziert und Betriebszeiten von über zehn Stunden erreicht werden.
MediaService-Applikationsbeiträge können auf bereits veröffentlichten Siemens-Fachartikeln basieren.

Kontakt

Ursula Lang

Digital Industries

Gleiwitzer Str. 555
90475 Nürnberg
Deutschland

+49 (911) 895-7947