Aktuelle Forschungsprojekte

Image Elektrische Komponenten in Kältekreisläufen
Image Elektrische Auskopplung aus einer Expansionsturbine
Image Ultradichte Kryoröhrchen als neuartige Primärpackmittel - Ultrakryo
Image Apparatur und Verfahren zur Degradationsprüfung
Image Zertifizierbare Verbindungsarten in der Kryotechnik
Image Selbstoptimierendes Raumluftmanagementsystem
Image Druckfestigkeitsprüfung von CO2 Anlagen
Image Mikrofluidisches Expansionsventil
Image Luft-Wasser Wärmepumpen
Image Kältemittel- und Kältemaschinenöl-Untersuchungen
Image Prüfverfahren für elektrische Komponenten
Image Intelligente innovative Stromversorgung für supraleitende Spulen
Image Tribologische Untersuchungen im System Öl-Kältemittel-Werkstoff
Image Entwicklung eines schnellen Rechenverfahrens..
Image Chemische Wasserbinder/Enteiser für Kältekreisläufe - CheWa
Image Controlled Rate Freezing-Gerät für Multiwellplatten (CRF-Multi)

Sie befinden sich hier:  Startseite /  Produkte und Prototypenbau


Elektrische Auskopplung aus einer Expansionsturbine

BMWi - INNO-KOM

12/2019-05/2022

H. Leupolt

+49-351-4081-5217

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 - Produkte/ Prototypenbau

Image

Prüfstände für Kälte- und Wärmepumpentechnik

Der schnelle Weg zu Prüfergebnissen

Image

Rauscharme, nichtmetallische Flüssig-Heliumkryostate

Magnetisch rauscharm für z.B. SQUID-Anwendungen

Image

Kryostate aus GFK oder Metall

Lageunabhängig, nicht-metallisch, hohe Standzeit für flüssig Stickstoff und flüssig Helium

Image

Controlled Rate Freezing-Gerät für Multiwellplatten (CRF-Multi)

Preisgünstige Kryokonservierung biologischer Proben