Beschreibung
Das Hauptforschungsziel dieser Arbeit besteht darin, die Planung und den Betrieb von raumlufttechnischen Anlagen (RLT-Anlagen) in Produktionsumgebungen zu verbessern, indem geeignete Kompromisslösungen zwischen den Produktionsbedingungen und dem Energiebedarf sowie den Umweltauswirkungen gefunden werden. Hierzu wird zunächst der technische Hintergrund zur Planung und Betrieb von RLT-Anlagen und der Stand der Forschung sowie Forschungslücken dargelegt. Dies umfasst eine allgemeine Einordung von RLT-Anlagen in die Produktionsumgebung, die Erläuterung von Systemelementen und der ökonomischen, sozialen und umweltbezogenen Auswirkungen von RLT-Anlagen. In diesem Zusammenhang werden die drei wesentlichen Zieldimensionen der Luftqualität, des thermischen Komforts und des Energiebedarfs identifiziert. Im Kern des Konzepts steht ein cyber-physischer Systemansatz, der die Datenakquise aus dem Produktionsumfeld, die Datenverarbeitung, Modellierung sowie Simulation und die Entscheidungsunterstützung sowie automatische Regelung abdeckt. Das entwickelte Konzept wird prototypisch implementiert und in drei beispielhaften Anwendungsfällen auf Trockenräume zur Batteriezellproduktion und in der inkrementellen Fertigung angewendet, welche die Planung, den Betrieb und eine Kombination aus beidem umfassen. Highlights der Arbeit umfassen eine Energieeffizienzsteigerung von bis zu 37 % durch modellprädiktive Regelalgorithmen und die Bewertung des Energiebedarfs und Umweltauswirkungen von Trockenräumen zur Batteriezellproduktion an bis zu 60 Orten auf der Welt.
