Interaktive Optimierung mess-, steuer- und regelungstechnischer Anlagen für die technische Gebäudeausrüstung

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1 DFG-Schwerpunktprogramm 1103 Vernetzt-kooperative Planungsprozesse im Konstruktiven Ingenieurbau Transferprojekt Interaktive Optimierung mess-, steuer- und regelungstechnischer Anlagen für die technische Gebäudeausrüstung S. Bindick, J. Tölke, M. Krafczyk U. Westerschell, K. Tessmar irmb TU Braunschweig Tessmar Gebäudeleittechnik GmbH Folie 1

2 Gliederung Projektziele MSR-Technik Referenzobjekt Praktische Anwendung in der TGA Ausblick Folie 2

3 1. Projektziele Vollständige Virtualisierung mess-, steuer-, regeltechnischer Anlagen (MSR-Technik) über agentenbasierte Systeme Validierung des Gesamtkonzeptes an komplexen Referenzobjekten: Maschinenraum der Fa. DeTe-Immobilien Funkhaus des Norddeutschen Rundfunks Großer Sendesaal Theoretische und experimentelle Untersuchungen zu Einsatzmöglichkeiten und Rentabilität von druckgesteuerten Lüftungstechnologien (Patentsystem Bauer) Folie 3

4 2. MSR-Technik Messwert Messfühler Klimaanlagenmodul dynamische Anpassung von Temperatur, Geschwindigkeit und Ausfallwinkel der Luft Computational Steering Umgebung Folie 4

5 2. MSR-Technik Software-Agenten autonom (das Programm arbeitet weitgehend unabhängig) proaktiv (das Programm löst Aktionen aufgrund eigener Initiative aus) reaktiv (das Programm reagiert auf Änderungen der Umgebung) sozial (das Programm kommuniziert mit anderen Agenten) mobil (das Programm kann zur Laufzeit seine Ausführungsplattform wechseln) Software Agenten bieten ideale Voraussetzungen zur verteilten Simulation der MSR-Technik Folie 5

6 2. MSR-Technik Weiterentwicklung: Umsetzung der MSR-Technik mit JADE JADE (Java Agent DEvelopment Framework) basiert auf Java, stellt Middleware-Dienste und eine Laufzeitumgebung für Agenten zur Verfügung, bietet Standardbibliotheken, die direkt oder erweitert zur Entwicklung von Multi-Agenten Systeme verwendet werden können, stellt grafische Tools zur administrativen Verwaltung/Debugging des MAS bereit. Jeder JADE Agent wird als Java Programm bestehend aus einem Thread implementiert JADE ermöglicht eine robuste, erweiterbare, verteilte und plattformunabhängige Umsetzung der MSR-Simulation Folie 6

7 2. MSR-Technik System-Layout Folie 7

8 2. MSR-Technik GUI Folie 8

9 3. Referenzobjekt - NDR-Konzertsaal Gemeinsame Aufbereitung mit Tessmar GmbH: Geometrie Setup für Randbedingungen Erste Optimierungen der Klimatechnik CFD-Simulation Simulationszeit: 4.5 h 50 Mio. Knoten CPU-Zeit: 2 d 256 Cores 2D-Modell 3D-Modell + Randbedingungen Folie 9

10 3. Referenzobjekt NDR-Konzertsaal - Temperaturverlauf 60 min 120 min 180 min Folie 10

11 3. Referenzobjekt - Maschinenraum der Telekom Folie 11

12 4. Praktische Anwendung in der TGA Einbindung der patentierten Lüftungsregelung System Bauer in die Simulationssoftware durchgeführte Maßnahmen Sanierung der konventionellen MSR-Technik Maschinenraum A146 der DeTe-Immobilien Hannover Folie 12

13 4. Praktische Anwendung in der TGA Folie 13

14 4. Praktische Anwendung in der TGA Zusatzinstallation System Bauer Feldgeräte Aussenfeuchtefühler Raumdruckfühler Raumluftqualitätsfühler Zusatzschaltschrank mit Regler und Software Bauer Folie 14

15 4. Praktische Anwendung in der TGA Folie 15

16 4. Praktische Anwendung in der TGA Datenaufzeichnung Umschaltmöglichkeit zwischen dem Betrieb der konventionellen Regeltechnik und der Regeltechnik System Bauer Aufzeichnung der Messdaten und Betriebszustände in einer Langzeitdatenbank der vorhandenen Leittechnik Folie 16

17 5. Ausblick Vollständige Implementierung der MSR-Technik in das HVAC-AgentenFramework Integration komplexer Klimaanlagenmodelle Validierung der Regelkreisläufe Untersuchungen zu Einsatzmöglichkeiten und Rentabilität von druckgesteuerten Lüftungstechnologien GPU-Computing: Interaktive Optimierung möglich ohne Einsatz von Höchstleistungsrechnern Folie 17