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ILK zeigt Realflow-Simulation auf der ISH 2019

Optimierung von Strömungen

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So war die Weltleitmesse für Wasser, Wärme, Klima

Mit über 2.500 nationalen und internationalen Ausstellern ist die ISH eine wichtige Bühne für Innovationen in Sachen Klimaschutz, Design und Smart Building. Vom 11. bis 15. März konnte auf der Ausstellungsfläche von 275.000 m² zukunftsweisende Gebäudetechnik betrachtet werden, die Antworten sucht auf drängende Herausforderungen der gesamten Branche z.B. bei ökologischen Themen wie „Nachhaltigkeit vs. Komfort“.

Das ILK zeigte seine Expertise auf dem Gebiet der Realflow Echtzeitsimulation. Für viele technische Aufgaben müssen Strömungen von Luft, Wasser oder anderen Fluiden angepasst und optimiert werden. Mit Hilfe von Berechnungen lassen sich diese Aufgaben oft schneller und effizienter meistern als im Experiment. Gerade für die Auslegung von klimatechnischen Systemen hat sich die numerische Simulation von Strömungen (engl.: Computational Fluid Dynamics, CFD) zu einem unverzichtbaren Werkzeug entwickelt.

Mit Hilfe eines numerischen Strömungslösers zur Interaktiven Strömungssimulation können Objekte im Sichtfeld einer handelsüblichen Webcam aufgenommen und detektiert werden. Am Messestand wurde der Besucher kurzerhand von oben mit einer Kamera aufgenommen und detektiert, Strömung + Temperatur berechnet und auf einem Flatscreen angezeigt. (vgl. obiges Bild)

Die aus der Simulation vom ILK Dresden bestimmten dreidimensionalen Geschwindigkeits- und Temperaturverteilungen können so optimal für die Steuerung der Luftzufuhr in Gebäuden bzw. Räumen eingesetzt werden. So lässt sich die Temperatur dann beispielsweise im Aufenthaltsbereich von Personen behaglich einstellen, während sich der Betrieb der Klimaanlage in anderen Räumen an der energetischen Optimierung ausrichtet.

Das ILK Dresden nutzte vor diesem Hintergrund spezielle Optimierungsalgorithmen. Das ist innovativ, weil der aktuelle Zustand der Raumluft nicht mehr allein durch Messungen über einzelne Sensoren erfasst wird, sondern durch die gleichzeitig erfolgende rechnerische Simulation über den gesamten Raum. Durch dieses Vorgehen lässt sich der Energiebedarf der Klimaanlagen signifikant verringern, bei gleichzeitig angenehmen Temperaturen. 

Die im Rahmen des Projekts entwickelten Verfahren zur schnellen Simulation und Optimierung von Strömungen lassen sich laut ILK Dresden in vielen Bereichen einsetzen. Aktuell ist das Berechnungsprogramm ein firmeninternes Werkzeug, das jedoch in weiteren Schritten an verschiedene Nutzer und deren Anforderungen angepasst wird.

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