TIL Suite

The Thermal Systems Library

— Übersicht —

TIL Suite - Ihre Modellbibliothek

Untersuchen Sie das Abtauverhalten von Wärmepumpen, entwerfen Sie Regelungskonzepte für Lüftungsanlagen, optimieren Sie die Kühlung eines Batteriesystems. Egal welches thermodynamische System Sie untersuchen wollen: Simulieren Sie es mit der TIL Suite und finden Sie Antworten auf Ihre Fragestellungen.


Mit der TIL Suite Antworten finden

Die TIL Suite hilft Ihnen, thermodynamische Systeme besser zu verstehen. Durch Simulation und Analyse mit TIL finden Sie Antworten auf komplexe ingenieurtechnische Fragestellungen:

  • Auslegung und Vergleich verschiedener Systemvarianten
  • Untersuchung des transienten Anlagenverhaltens
  • Entwicklung und Test von Regelstrategien
  • Parameterstudien und Sensitivitätsanalysen
  • Identifikation von Optimierungspotenzialen

TIL-Modelle

TIL_answers

TIL – vielfältig einsetzbare Modelle

Die TIL Suite kann zur Modellierung verschiedenster thermischer Systeme eingesetzt werden. Hier einige Beispiele:

  • Kältekreisläufe
  • Wärmepumpensysteme
  • Hydraulische Netzwerke
  • Clausius-Rankine-Kreisprozesse
  • Lüftungs- und Klimatisierungsanlagen
  • Ab- und Adsorptionssysteme
  • Brennstoffzellensysteme
  • Wasserstoff-Tankstellen


TIL Suite - Bestandteile des Softwarepakets

Die TIL Suite ist modular aufgebaut und enthält in der Basisversion die Software-Komponenten TIL, TILMedia und TILFileReader. Zusätzlich bieten wir spezifische Erweiterungen wie z.B. Modelle zur Batteriekühlung oder Simulation von Fahrzeugkabinen an. Ebenso stehen Werkzeuge zur Visualisierung, Modell-Export, Co-Simulation und Optimierung zur Verfügung.

- INKLUSIVE -

TIL_plain

TIL

Model library for thermal components and system

- INKLUSIVE -

TIL_plain

TILMedia

Model library providing thermophysical properties

- INKLUSIVE -

TIL_plain

TILFileReader

Imports tabular data from files

- OPTIONAL -

TIL Add-on Libraries

Additional components and systems available to TIL

- OPTIONAL -

TOOLS

for visualization, model export, co-simulation and optimizing

Jetzt anfragen

TIL_Advantages

TIL Suite - Vorteile im Überblick

Bereits seit 2006 wird die TIL Modellbiliothek stetig weiterentwickelt und verbessert. Mit der TIL Suite erhalten Sie eine übersichtliche und gut dokumentierte Modellbibliothek mit zahlreichen Beispielen. Profitieren Sie von unserem Support und bleiben Sie auf dem neusten Stand der Simulationstechnik.

  • strukuriert und übersichtlich
  • ausführlich dokumentiert
  • numerisch optimiert
  • vielfältig einsetzbar
  • in zahlreichen Kundenprojekten validiert
  • geeignet für Auslegung und Optimierung

Regelmäßige Schulungen: TIL und Modelica

Wir bieten regelmäßig Schulungen zur TIL Suite und Modelica an. Dabei vermitteln wir Ihnen die Grundlagen der Modellierung dynamischer Systeme und den Umgang mit unserer Bibliothek. So haben Sie eine solide Basis, auf der Sie Ihre Simulationskompetenzen stetig erweitern können. Haben Sie Interesse an einer Schulung in Aachen oder bei Ihnen vor Ort? Schreiben Sie uns: training@tlk-energy.de

TIL_training

— Beispiele —

Verschiedene praktische Anwendungsbeispiele

Die Möglichkeiten der TIL Suite lassen sich am besten anhand konkreter Beispiele zeigen. Im Folgenden werden Simulationsanwendungen für mehrere thermodynamische Systeme beschrieben. Kontaktieren Sie uns, wenn Sie erfahren wollen, ob sich die TIL Suite auch für Ihren Anwendungsfall eignet.

Betrachtetes System

Dieser CO2-Kreislauf stellt eine typische Luft-Wasser-Wärmepumpe für ein Gebäude dar. Die Wärmepumpe hat auf der Hochdruckseite einen Rohrbündelwärmetauscher als Gaskühler. Der Gaskühler erwärmt das Wasser für das Gebäude. Auf der Niederdruckseite befindet sich ein Rippen-Rohr-Wärmetauscher, der als Verdampfer eingesetzt wird. Der Verdampfer steht außerhalb des Gebäudes und nimmt die Wärme aus der Umgebungsluft auf. Diese Wärmepumpe hat auch einen internen Wärmetauscher, der mit zwei Rohren und einem Wärmeanschluss realisiert ist.

Simulation

Das System kann über unterschiedlich lange Zeiträume simuliert werden. Da in diesem Beispiel die Umgebungsbedingungen konstant sind, stellt sich recht schnell (nach 200 Sekunden) ein stationärer Zustand ein. Die Zustandsgrößen des CO2, wie Druck, Temperatur und Enthalpie, ändern sich im Kreisprozess und können als Simulationsergebnisse ausgewertet werden. Statt konstanter Umgebungsbedingungen können natürlich auch Modelle für variierende Randbedingungen angeschlossen oder Messdaten eingelesen werden.

Ergebnisse

Druck und Enthalpie des CO2 lassen sich am Besten in einem ph-Diagramm darstellen. In diesem Beispiel haben wir das Ergebnis der Simulation mit unserer Software DaVE visualisiert. Die Abbildung im ph-Diagramm veranschaulicht den Kreisprozess, wobei die Punkte 1 bis 6 den Sensorpunkten (ph) des Modells entsprechen. Das CO2 überträgt von Messpunkt 1 zu 2 Wärme an das Wasser, wobei der Druck konstant hoch bleibt, die Temperatur im überkritischen Bereich jedoch kontinuierlich abfällt. Auf der Niederdruckseite von Punkt 4 zu 5 nimmt das CO2 Wärme aus der Umgebungsluft auf.


CO2Heatpump_Cycle
CO2Heatpump_Results

Betrachtetes System

Dieses Modell einer Lüftungsanlage besteht aus Komponenten-Modellen für Ventilatoren, Wärmerückgewinnung, adiabatem Rückkühler, Tropfenabscheidern, Kühler, Entfeuchter, Lufterhitzer und Dampfbefeuchter. Hiermit kann die Konditionierung der Zuluft auf eine vorgegebenen Temperatur und Feuchte detailliert simuliert werden. Neben unterschiedliche Randbedingungen (Wetterdaten) auf der Außenseite können auf der Zuluftseite auch weitere Modelle für die Wechselwirkung mit Gebäuden angekoppelt werden. Die einzelnen Komponenten und der Volumenstrom kann entsprechend dem jeweiligen Anwendungsfall frei konfiguriert werden. Desweiteren können einzelne Komponenten ein- und ausgeschaltet werden.

Simulation

Die Lüftungsanlage wurde unter variablen Randbedingungen getestet, indem für die Außenluft und die gewünschten Zuluftbedingungen jeweils Temperatur und Luftfeuchte kontinuierlich variiert wurden. Die Komponenten-Modelle agieren jeweils abhängig von den lokalen Luftbedingungen und konditionieren den Luftstrom entsprechend ihrer physikalischen Wirkungsweise. Durch integrierte Regler können unterschiedliche Luftbedingungen, wie sie zum Beispiel im Sommer und Winter auftreten, ohne weitere Nutzereingriffe simuliert werden. Es besteht außerdem die Möglichkeit unterschiedliche Regelungskonzepte zu testen und miteinander zu vergleichen.

Ergebnisse

Die Zustandsgrößen des Zu- und Abluftstrangs sind im hx-Diagramm visualisiert. Die Temperatur und Feuchte der Zuluft bleibt im untersuchten Fall immer innerhalb der Komfortzone. Die erste Hälfte des Videos bezieht sich auf den Winterfall, mit kalter und trockener Außenluft. Die Temperatur und Feuchte der Abluft sinkt im Wärmeübertrager stark ab und heizt die Zuluft entsprechend auf. Anschließend wird die Zuluft vom Heizer und Befeuchter auf das gewünschte Temperatur- und Feuchteniveau gebracht. Im Sommerfall ist der adiabate Rückkühler aktiv, damit die Zuluft im Wärmeübertrager stärker abgekühlt werden kann. Die Abluft ändert nun nicht mehr nur die Temperatur, sondern auch die Luftfeuchte. Zur Konditionierung der Zuluft sind zeitweise alle Komponenten aktiv.


HVAC

Betrachtetes System

Dies ist ein Modell eines Elektroautos mit angeschlossenem Kühlkreislauf. Der Kühlkreislauf verbindet Batterie, Fahrzeuginnenraum und Umgebung, Pumpen und Ventilatoren sorgen für eine entsprechende Zirkulation. Bei kühlen Umgebungstemperaturen kann die Abwärme der Batterie genutzt werden, um den Innenraum zu erwärmen (oberer Wärmeübertrager). Bei hohen Temperaturen im Sommer wird das Dreiwegeventil umgeschaltet und die Batterie gegen die Außenluft gekühlt (unterer Wärmeübertrager). Die Wärmeleistung der Batterie ergibt sich aus dem gegebenen Fahrprofil.

Simulation

Mittels der Simulation kann die Dimensionierung der Wärmeübertrager und Regelung der Pumpen und Lüfter unterstützt werden. Im vorliegenden Fall wird die Kühlung der Batterie an einem Sommertag mit einer konstanten Lufttemperatur von 25°C untersucht. Die Kühlung erfolgt gegen die Außenluft, das Dreiwegeventil ist folglich auf den unteren Kreislauf umgeschaltet. Als Geschwindigkeitsprofil ist ein HFET Fahrzyklus mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit von ca. 50 km/h über eine Gesamtstrecke von 50 km simuliert worden.

Ergebnisse

Die Batterie liefert die notwendige Leistung für die Beschleunigung des Fahrzeugs entsprechend des Fahrzyklus. Die dabei entstehende Abwärme heizt die Batterie auf. Trotz aktiver Kühlung gegen die Umgebungsluft steigt die Temperatur der Batterie weiter an und überschreitet die Grenztemperatur von 40 °C nach ca. 30 Minuten. Da die Temperatur des Kühlwassers sehr nahe an der Batterietemperatur liegt, ist der begrenzende Faktor der Wärmeübertrager zur Umgebung. Dieser müsste deutlich größer dimensioniert werden, um eine hinreichende Kühlung zu ermöglichen.


battery cooling
battery cooling results

— TIL testen—

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— Weitere Softwareprodukte —

Ergänzende Softwareprodukte finden Sie auf der Webseite unserer Partnerfirma TLK-Thermo .
Auch hierzu beraten wir Sie gerne.

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Web. www.tlk-energy.de


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