Image Heliumgewinnung aus Erdgas
Image Schalldämpfer mit integrierten Abgaswärmeübertrager
Image Testzentrum PLWP am ILK
Image Leistungsangebot Laboranalysen
Image Prüfverfahren für elektrische Komponenten
Image Sole (Wasser)-Wärmepumpen
Image Kryostate aus GFK oder Metall
Image Zertifizierbare Verbindungsarten in der Kryotechnik
Image Luft-Wasser Wärmepumpen
Image Klimatechnik-Betriebsoptimierung mittels maschinellem Lernen
Image Reduzierung der Expansionsverluste von Kälteanlagen
Image Kältespeicherung und -verteilung mit Flüssigeis (WÜSST)
Image Software für Prüfstände
Image Solare Kühlung
Image Innovativer Helium-Kleinverflüssiger
Image Pulse-Tube-Kühler mit Hermetikverdichterantrieb

Sie befinden sich hier:   /  Startseite


Elektrische Auskopplung aus einer Expansionsturbine

BMWi - INNO-KOM

12/2019-05/2022

H. Leupolt

+49-351-4081-619

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

Image

Diplom, Praktikum, Master, Bachelor

Studentische Arbeiten - Ausbildung am ILK

Image

Software für die TGA-Planung

Auslegung Kühllast und Jahressimulation (VDI 2078, VDI 6007, VDI 6020)

Image

Pulse-Tube Kryokühler

für kryogene Hochleistungsanwendungen

Image

Pulse-Tube-Kühler mit Hermetikverdichterantrieb

mobil einsetzbar u.a. für die Wasserstofftechnologie

Image

Intelligente innovative Stromversorgung für supraleitende Spulen

Kompakte leistungsfähige Stromversorgung mit 4-Quadrantensteller


Kontakt

Institut für Luft- und Kältetechnik - Gemeinnützige Gesellschaft mbH
Bertolt-Brecht-Allee 20, 01309 Dresden


Sekretariat der Geschäftsleitung

+49-351-4081-520

+49-351-4081-525

Bild ISO 9001
Bild Zuse Mitglied Bild SIG