TIL Suite
Softwarepaket zur Simulation thermischer Systeme

TIL Suite – Bestandteile des Softwarepaketes

Die TIL Suite enthält zahlreiche Komponenten und Systemmodelle. Zudem sind diverse weitere Add-On-Bibliotheken verfügbar, um auch fachspezifische Komponenten und Systeme simulieren zu können. Im Folgenden werden die Bestandteile der TIL Suite sowie ergänzende Werkzeuge vorgestellt:

• TIL – Modellbibliothek für thermische Komponenten und Systeme
• TIL Add-Ons (optional) – Fachspezifische Modellbibliotheken
• TILMedia – Bereitstellung thermophysikalischer Stoffeigenschaften
• TILFileReader – Einlesen tabellarischer Daten aus Dateien
• Sonstige Werkzeuge (optional) – Visualisierung, Modell-Export, Co-Simulation und Optimierung

TIL – Modellbibliothek für thermische Komponenten und Systeme

TIL stellt vielfältig einsetzbare Modelle zur Verfügung. Einerseits können einzelne Komponenten detailliert abgebildet und berechnet werden. Andererseits eignen sich die Modelle hervorragend für die Auslegung und Optimierung von großen und vielschichtigen Systemen. Hierbei zeichnet sich TIL nicht nur durch große Genauigkeit, sondern auch durch äußerste Schnelligkeit aus. Bei der Entwicklung der Modelle sind die langjährigen Erfahrungen, die TLK bereits in Projekten und Prüfstandsversuchen gesammelt hat, eingeflossen. TIL kann u.a. zur Modellierung folgender Systeme eingesetzt werden:

• Kältekreisläufe, inkl. Kältemittelgemische
• Wärmepumpensysteme
• Systeme mit Ejektoren
• Hydraulische Netzwerke
• Clausius-Rankine-Kreisprozesse
• Heiz- und Klimatisierungssysteme
• Ab- und Adsorptionssysteme
• Brennstoffzellensysteme
• Wasserstoffsysteme, wie z.B. H₂-Tankstellen

Die grafische Benutzeroberfläche, die TIL neben der Quelltextansicht zur Verfügung stellt, ermöglicht die Zusammensetzung und Parametrierung von ganz unterschiedlichen thermischen Systemen. Im Modelica-Code können Modelldetails eingesehen oder Komponenten erweitert werden. Die objektorientierte Struktur des Programms und das Prinzip der Vererbung ermöglichen dem Anwender auch das Hinzufügen neuer Komponenten.

TIL Add-Ons – Zusätzliche und weiterführende Modellbibliotheken

Neben den bereits in TIL enthaltenen Komponenten und Beispielsystemen sind zahlreiche weitere Add-On-Bibliotheken verfügbar. Diese enthalten jeweils Modelle eines bestimmten Themengebiets sowie Hilfswerkzeuge, die den Anwender bei der Simulation und Auswertung unterstützen. Für folgende Bereiche stehen auf Anfrage TIL Add-Ons zur Verfügung:

• Fahrzeugkabinen (PKW, Bus, Bahn, LKW)
• Einfache Gebäude (Büro, Supermarkt)
• Batterie (Zellen, Module, Systeme)
• Thermoelektrik
• Wäschetrockner
• Verdichter (Turbo, Hubkolben, Scroll)
• Thermische Speicher (Wärmeschichtenspeicher, Kälte-/Eis-Speicher)
• Fahrzyklen, Fahrdynamik, elektrifizierte Fahrzeuge
• Elektromotor, Leistungselektronik
• Heizklimageräte, Systeme zur Fahrgastraumkonditionierung
• 2D & 3D diskretisierte Wärmeübertrager
• Druckverlust- & Wärmeübergangsbeziehungen
• Modelica-Adapter (TIL, MSL, ACL)

TILMedia – Modellbibliothek zur Bereitstellung thermophysikalischer Stoffeigenschaften

Für die effiziente Berechnung der thermophysikalischen Eigenschaften von Flüssigkeiten, Gasen, realen Stoffen mit Nassdampfgebiet sowie Gemischen nutzen TIL-Modelle die TILMedia Suite. In TILMedia werden Stoffdaten wahlweise auf drei verschiedenen Wegen berechnet: über eigene, hocheffiziente und genaue Echtzeit-Stoffdaten-Implementierungen, über in der Literatur beschriebene Standard-Stoffdaten-Implementierungen oder über den Zugriff auf externe Datenbanken, wie z.B. REFPROP. In TILMedia können benutzerdefinierte Mediengemische erstellt werden und Simulationen mit dynamisch variierenden Massenanteilen erfolgen. Folgende Stoffdatenimplementierungen stehen zur Verfügung:

TILFileReader – Einlesen tabellarischer Daten aus Dateien

TILFileReader stellt Routinen zum Einlesen tabellarischer Daten (csv-Dateien und Dymola-Ergebnisdateien, weitere auf Anfrage) zur Verfügung, die mühelos in das Simulationsmodell eingebunden werden können. Auf diese Weise kann die Simulation z.B. sehr einfach mit Messdaten verglichen und validiert werden. TILFileReader stellt verschiedene Interpolationsmethoden bereit. Darüber hinaus wurde TILFileReader numerisch optimiert, um hohe Rechengeschwindigkeiten zu garantieren.

Sonstige Werkzeuge – Visualisierung, Modell-Export, Co-Simulation und Optimierung

Simulationsergebnisse, die die TIL Suite liefert, können bequem und sehr aussagekräftig mithilfe der Software DaVE visualisiert werden. Dazu stehen zahlreiche Anzeige- und Diagrammtypen zur Verfügung. Insbesondere können mit DaVE die Ergebnisse in Form von thermodynamischen Zustandsdiagrammen dargestellt werden. Weiterhin ermöglicht DaVE auch das Laden und Ausführen von TIL-Modellen, die als FMU exportiert wurden.

Die mit der TIL Suite erstellten Modelle und Systeme können über den FMI-Standard exportiert und mit der MoBA Automation in andere Programme eingebunden werden. So können z.B. Modelica-Modelle in DaVE, Simulink, Excel oder LabVIEW simuliert werden. Auch der Export auf Echtzeitsystemen, wie dSpace ist möglich.

Mithilfe der Co-Simulationsumgebung TISC können TIL-Modelle und -Systeme mit Berechnungsmodellen anderer Simulatoren zu einer Gesamtsystemsimulation verbunden werden. Das Softwarepaket TISC Suite enthält verschiedene Anwendungen und Schnittstellen zu Simulationsprogrammen, die die Steuerung der Co-Simulation und den Datenaustausch zwischen den einzelnen Modellsimulationen ermöglichen.

Für das Parameter-Fitting von modellierten Systemen oder Komponenten stellt die TLK-Thermo GmbH ein Fitting-Werkzeug in Excel bereit. Um dieses nutzen zu können, sind die Komponenten oder Systeme, die mit TIL modelliert wurden, über den FMI-Standard zu exportieren und in Excel einzubinden. Unser ModelFitter ermöglicht die optimale Anpassung der Parameter an die Messdaten.