en

Tillman Faßnacht

Tillman Faßnacht

Tillman Faßnacht wurde am 12. November 1982 in Nagold geboren.

Tillman Faßnacht schloss das Studium der Versorgungs- und Umwelttechnik an der Hochschule Esslingen 2008 mit der Note 1,1 ab. In seiner Diplomarbeit beschäftigte er sich mit Modellierung von hydraulischen Netzen mit der Energiebondgraphentheorie. Aufgrund seines herausragenden Abschlusses konnte er in Folge das Eignungsfestellungsverfahren zur Promotion für FH-Absolventen an der Universität Stuttgart durchlaufen. Seit Ende 2008 ist er bei der Consolar Solare Energiesysteme GmbH in Lörrach angestellt und bearbeitet seine Promotion mit dem Thema „Moderne Regelungsansätze für Solarsysteme mit integrierter Wärmepumpe zur Gebäudeheizung“ dort und an der Universität Stuttgart. Hauptberichter der Arbeit ist der Rektor der Technischen Universität Dresden Prof. Dr. Dr.-Ing. habil. Hans Müller-Steinhagen (ehemaliger Institutsleiter des Institutes für Thermodynamik und Wärmetechnik an der Universität Stuttgart) und Mitberichter ist Prof. Dr.-Ing. Michael Schmidt Leiter des Instituts für Gebäudeenergetik an der Universität Stuttgart.

Kurzfassung Dissertation Tillman Faßnacht

In der Dissertation von Tillman Faßnacht werden regelungstechnische Verbesserungen für Solar-Wärmepumpen-Systeme untersucht. Zahlreiche Wärmepumpenfeldtests zeigen, dass die Systemtemperaturen von Wärmepumpenheizungen in der Praxis oft höher gefahren werden als benötigt. Dadurch verschlechtert sich die Effizienz dieser Anlagen unnötig. Deshalb ist in der Praxis durch Verfahren, die automatisch niedrige Systemtemperaturen sicherstellen können, ein Einsparpotential zu erwarten. Aus diesem Grund werden in der Dissertation Referenzraumregelungen mit der Stellgröße Vorlauftemperatur des Heizsystems für ein vorliegendes Solar-Wärmepumpen-System untersucht. Dabei werden ein PI-Regler, ein linear quadratischer Regler (LQ-Regler) sowie ein modellbasierter prädiktiver Regler (MPC, ohne Stellgrößenbeschränkungen) mit der Referenz Heizkurve verglichen. Ziel des Einsatzes der Regler ist dabei die automatische Sicherstellung bedarfsgerechter Systemtemperaturen der Nutzenübergabe unter der Randbedingung, dass in allen Räumen vergleichbare Raumtemperaturen zum Referenzfall mit der Heizkurve erreicht werden.

Weiter wird für das vorliegende Solar-Wärmepumpen-System eine Arbeitspunktoptimierung der Drehzahlregelungen der Verdampferkreispumpe und der Kollektorlüfter entworfen und untersucht. Die Arbeitspunkte dieser Aktoren beeinflussen die aktuelle Effizienz der Wärmepumpe sowie des Kollektorfeldes. Zudem sind die Leistungsaufnahmen der Pumpe und der Ventilatoren selber wiederum stark von dem Arbeitspunkt abhängig. Zur Lösung des Problems wird eine (stationäre) regelungstechnische Modellierung des Verdampferkreislaufes vorgenommen, wodurch ein Optimierungsproblem aufgestellt und in jedem Abtastschritt gelöst werden kann. Hierdurch werden Sollwerte für die Drehzahlregelungen übergeordnet berechnet und dann in unterlagerten Regelkreisen eingestellt. Die Arbeitspunktoptimierung wird an einem detaillierten Modell des Systems in TRNSYS 16 untersucht.