Aktuelle Forschungsprojekte
Sie befinden sich hier: Startseite / Forschung und Entwicklung
Elektrische Auskopplung aus einer Expansionsturbine
Kostengünstige Umwandlung kleiner elektrischer Leistungen
Bedingt durch die F-Gasverordnung gibt es aktuell bei den Kälteanlagen in Europa einen Wechsel hin zu natürlichen Kältemitteln. CO2 bietet auf Grund seiner Stoffeigenschaften gute Voraussetzungen, um die bei der Expansion im Kältekreis anfallende Energie zu nutzen. Alternativ zum Ejektor können Expansionsmaschinen zur Nutzung dieser Energie eingesetzt werden. Im Rahmen des Vorlaufforschungsprojektes VF160025 „Reduzierung der Expansionsverluste von Kälteanlagen“ wurden die Potentiale einer solchen Expansionsmaschine untersucht. In diesem Projekt soll die elektrische Verfahrensauskopplung als Teil des Projektclusters zur Nutzung der Energie der Turbine mittels Generator als elektrischer Strom detailliert untersucht werden. Diese Lösung bietet die herausragenden Vorteile, dass die Kombination aus Turbine und Generator in halbhermetischer Bauweise mit technisch-dichter Elektroschnittstelle erfolgen kann und der restliche Kältekreis und dessen Prozessführung kaum bis gar nicht beeinflusst werden.
Projektziel
Die im Steuerungsverfahren anfallende Bremsleistung soll unter Berücksichtigung wirtschaftlicher Aspekte effektiv zur Steigerung der Leistungszahl der Kälteanlage genutzt werden. Dabei sollen folgende Aspekte untersucht werden:
- Ermitteln einer zuverlässigen und kostengünstigen Regelung des Generators
- Vermessen der dynamischen Eigenschaften in Abhängigkeit der Drehzahl unter den gegebene Randbedingungen insbesondere CO2 Atmosphäre
- Hermetisierung der Expansionsturbine mit technisch-dichter Elektroschnittstelle
- Universelle Nutzung des ausgekoppelten Leistungsanteils
Lösungsansatz und Entwicklungsschritte
Innerhalb dieses Projektes wird ein elektrisches Auskopplungsverfahren entwickelt, das den Betrieb der Expansionsturbine für allgemeine Kälteanwendungen (Fokus Supermarktkälte) mit folgenden Vorzügen ermöglicht:
- unabhängige Betriebsführung von Expander und Verdichter ohne mechanische Welle
- variabler Drehzahlbereich vom Expander synchron zum Kühllastprofil
- halbhermetische Bauweise für Expander und Verdichter
- kältekreisunabhängige Nutzung der Leistungsauskopplung durch folgende Alternativen:
- kreisinterner elektrischer Zusatzverdichterantrieb
- universelle Netzrückspeisekopplung
- variabler, kostenreduzierter Bremswiderstandsbetrieb
Ergebnisse des Projektes
Im Ergebnis soll mit dem Zusatzverfahren zur elektrischen Leistungsauskopplung der Einsatz von CO2-Expansionsturbinen in allgemeinen Kälte- oder auch Wärmepumpenanwendungen ermöglicht werden.
Ihre Anfrage zum Projekt
Weitere Projekte - Forschung und Entwicklung
Textiler Wärme- und Stoffübertrager in KVS-Systemen
Enthalpierückgewinnung zwischen örtlich getrennten Luftströmen
Controlled Rate Freezing-Gerät für Multiwellplatten (CRF-Multi)
Preisgünstige Kryokonservierung biologischer Proben
Dynamische Gebäude- und Anlagensimulation mit TRNSYS
Wissenschaftliche Analyse thermodynamischer Prozesse in Gebäuden und Anlagen
Elektronische Multifunktionsmodule für kryogene Anwendungen
Elektronik mit geringem Verkabelungsaufwand - mehr als 100 Sensoren über eine Durchführung
Innovatives Tieftemperaturkühlsystem zur Rekondensation / Verflüssigung von technischen Gasen bis 77 K
kompakt, umweltfreundlich, kosten- und leistungseffizient