IEA HPT Annex 56: DIGIBatch - Datenblatt zu IoT Projekten und Produkten (2023)

Dieses Datenblatt ist ein Beispiel für Internet of Things (IoT) Projekte und Produkte, die im Rahmen von IEA HPT Annex 56 (Digitalisierung und IoT für Wärmepumpen) erhoben wurden. Das Forschungsprojekt DIGIBatch des AIT Austrian Institute of Technology optimiert Batch-Prozesse mithilfe digitaler Zwillinge. Ein Schwerpunkt ist das Testen von Wärmepumpen auf einem Prüfstand. 

Bei Wärmepumpentests müssen bestimmte Betriebspunkte erreicht werden, was unter Umständen aufgrund von Ein- und Ausschaltvorgängen und der Temperaturabhängigkeit der Wärmepumpenleistung nur iterativ erfolgen kann. Während dem Betrieb der Wärmepumpe auf dem Prüfstand wurde ein digitaler Zwilling erstellt, der simulierte Temperaturen liefert, wodurch der Bedarf an iterativen Prozessen reduziert wird. 

Zunächst wurde ein physikalisches Modell der Wärmepumpe in Modelica entwickelt und auf die geringstmögliche Anzahl von Parametern vereinfacht. Mit einer adaptiven Auswahlmethode wurde für jeden Betriebspunkt eine Teilmenge von Parametern ausgewählt, die in das Vorhersagemodell integriert werden. Der digitale Zwilling ist als Functional Mock-up Unit (FMU) in eine Cloud-Anwendung integriert, was die Integration mit dem SCADA-System des Prüfstands erleichtert. 

Die Ergebnisse zeigen die Wirksamkeit der adaptiven Parameterauswahlmethode. Die korrekten Temperaturen für virtuelle Betriebspunkte können ausgehend von nur zwei vorgegebenen Betriebspunkten vorhergesagt werden, was das Testverfahren beschleunigt, und Zeit und Energie spart. Darüber hinaus erhält man während der Tests ein parametrisiertes Modell, das die Heizleistung und andere Parameter vorhersagen kann und das im Produktlebenszyklus der Wärmepumpe wiederverwendet werden kann.