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Industrie-4.0-Membran-Wärme-und-Stoffübertrager (i-MWÜ4.0)

EuroNorm INNO-KOM

04/2019 - 09/2021

Dipl.-Ing. (FH) Hannes Rosenbaum

+49-351-4081-5324

in Bearbeitung

Vernetzung des gesamten Lebenszyklus einer multifunktionalen RLT-Komponente

Membran-Wärme-und Stoffübertrager (MWÜ)...

... ermöglichen einen Wärme- und Stofftransport ohne Direktkontakt der beteiligten Medien. Eine Vielzahl der daraus resultierenden Anwendungspotentiale und Einsatzgebiete wurden am ILK Dresden bereits erfolgreich im Labormaßstab getestet. Dazu gehören u.a.:

  • Flüssigsorptionsprozesse zur Lufttrocknung
  • Luftbefeuchtung
  • Enthalpierückgewinnung zwischen örtlich getrennten Luftströmen
  • Verdunstungskühlung

Entwicklungsziel

Um einen breiten Einsatz zu ermöglichen, müssen sowohl die Fertigungsverfahren zur Herstellung der Membran-Wärmeübertrager als auch deren Betriebsumgebung innerhalb eines RLT-Gerätes auf Anforderungen von Industrie-4.0 weiterentwickelt werden. Über ihren gesamten Lebenszyklus hinweg sollen die Membran-Wärmeübertrager Industrie-4.0-Standards erfüllen. Dafür sind mit der Planung und Auslegung vernetzbare automatisierbare Konstruktions-, Montage- sowie Prüfverfahren zur Qualitätssicherung der Fertigung zu entwickeln. Zudem sind Online-Verfahren zur Diagnose des energetischen und hygienischen Zustandes für i-MWÜ4.0 im Betrieb zu entwickeln und daraus ein parametergeführtes Wartungsmanagement zur Qualitätssicherung abzuleiten.

Folgende Vorteile ergeben sich bei erfolgreicher Entwicklung des industrie-4.0-Membran-Wärmeübertragers für Hersteller, Betreiber und Endanwender:

  • Erschließung einer Vielzahl von Anwendungen mit Wärme- und Stofftransportvorgängen (Luftbefeuchtung, Enthalpierückgewinnung, kondensatfreie sorptive Entfeuchtung).
  • ressourcenschonender Energieeinsatz durch Einbindung regenerativer Energiequellen (Wärme mit niedrigen Temperaturniveau)
  • Einbindung von Energiespeichern
  • Verringerung von Lastspitzen und Glättung der Lastkurven
  • Steigerung der Energieeffizienz, Verringerung des Energieverbrauchs
  • Kostenreduktion für Wartungs- und Instandhaltung durch Selbstdiagnose und gezieltes parametergeführtes Wartungsmanagement 
  • Luftbefeuchtung/ -entfeuchtung folglich unter dauerhaft überwachten und deutlich verbesserten Hygiene- und Gesundheitsbedingungen
  • Erhöhter thermischer Komfort
  • Dauerhafte online-Überwachung ersetzt bisher in der Praxis übliche periodische energetische Inspektionen und Hygieneinspektionen
  • Fehlfunktionen der überwachten Komponente werden detektiert, konkret eingegrenzt und können behoben werden, bevor es nutzerseitig im Raum zu Beschwerden oder energetischen Mehraufwendungen kommt
  • Datenerfassung des Prozesses im Umfeld der überwachten Komponente ermöglicht Anlageninterne Reaktion
  • Automatisierte Datenübermittlung mit umfassenden Informationen zur ebenfalls automatisierten Vorbereitung anstehender Wartungsarbeiten
  • Vernetzung mit weiteren prozessrelevanten Komponenten zur Auto-Optimierung der gesamten Anlage und der Anlagenregelung unter Berücksichtigung von Störgrößen. Diese Auto-Optimierung erfolgt z.B. durch maschinelles Lernen und ist ein wesentliches Element künstlicher Intelligenz von RLT-Anlagen im Industrie-4.0-Zeitalter.

Interessiert?

Über das Forschungsprojekt hinaus planen wir die Bildung eines kompetenten Konsortiums, das die gesamte Prozesskette von der Auslegung, Herstellung und Konfektionierung textiler Wärme- und Stoffübertragerflächen bis zum Anlagenbau, der Prozesssteuerung und dem Energiemanagement am Endprodukt beim Endanwender abdeckt. Eine Zusammenarbeit mit Instituten und Firmen verschiedener Branchen ist jederzeit möglich und gewünscht:

  • Textilfertigung
  • Textilveredlung
  • Werkstoffprüfung
  • Membrantechnologie
  • Institute aus den Bereichen Textilforschung und Kunststofftechnik
  • Verarbeitende Kunststofftechnik und Verpackungstechnik
  • Luft- und Kältetechnik sowie 
  • RLT-Hersteller und Zulieferer
  • Endanwender

Die beteiligten Institute und Firmen erwerben im Projekt einen Know-How-Vorsprung, der zur Stärkung des Wirtschaftsstandorts Deutschland und zur Festigung branchenspezifischer Leaderpositionen beiträgt. Es wird angestrebt, das gebildete Partnerkonsortium in weiterführenden Forschungsarbeiten im Kompetenzbereich „textiler Wärme-und Stoffübertrager“ in Form eines offenen Pools zu etablieren.

Für die Teilnahme am Forschungsvorhaben ist eine Eigenbeteiligung erforderlich. Bitte treten Sie mit uns in Kontakt, wenn Sie Interesse an einer Zusammenarbeit haben.


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