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Studentische Arbeiten in der Kälte- und Wärmepumpentechnik

Studenten/Auszubildende

auf Anfrage

Dr. Hempel

+49-351-4081-600

Praktikum, Diplom, Master, Bachelor

Allgemeine Hinweise zum Hauptbereich Kälte- und Wärmepumpentechnik

Der Hauptbereich Kälte- und Wärmepumpentechnik des ILK Dresden beschäftigt sich mit Kaltdampfprozessen. Dazu werden sowohl einzelne Komponenten (Verdichter, Wärmeübertrager, Ventile) vermessen und weiterentwickelt. Des Weitern werden aber auch Prozesse und Anlagenschaltungen untersucht. Die Ergebnisse sollen dabei kooperierenden Industrieunternehmen helfen ihre Produkte zu verbessern. Im Rahmen von studentischen Arbeiten können diese Projekte unterstützt werden. Die im Folgenden vorgestellten Themengebiete skizzieren dabei nur grob die Aufgabe. Je nach Art der studentischen Arbeit (Praktikum, Belege, Diplomarbeit, etc.) wird die Aufgabenstellung individuell abgestimmt und angepasst.

Bei Fragen zu den einzelnen Themengebieten können Sie sich gerne per E-Mail oder Telefon an uns wenden (Kontakt siehe rechts an der Seite). Bewerbungen sind unter Angabe der Themenwünsche an bewerbung@ilkdresden.de zu richten. Bewerbungen, die nicht an diese Email-Adresse gesendet werden, löschen wir automatisch nach 14 Tagen.

Auslegung, Entwicklung und Erprobung einer Hochtemperatur Wärmepumpe

Wärmepumpen zur Bereitstellung von Wassertemperaturen jenseits der 70°C befinden sich aktuell in der Entwicklung. Diese Anlagen nutzen meist Abwärme von anderen Prozessen um industrielle Prozesse zu versorgen. Das ILK unterstützt als Forschungsinstitut verschiedene Firmen bei der Entwicklung entsprechender Wärmepumpen in verschieden Leistungsklassen. Im Rahmen einer studentischen Arbeit können zuerst Prozessstudien zu verschiedenen Schaltungsvarianten durchgeführt werden. Anschließend erfolgt eine Auslegung der Bauteile. Alternativ können auch Messungen an bestehenden Anlagen durchgeführt und mit den vorhandenen Auslegungsdaten verglichen werden.

Mögliche Arbeiten: Praktikum, Beleg, Bachelorarbeit

Vorrausetzungen: Grundkenntnisse der Kältetechnik

Vermessen und Konstruktion von Mikrowärmeübertragern

Wärmepumpen zur Bereitstellung von Wassertemperaturen jenseits der 70°C befinden sich aktuell in der Entwicklung. Diese Anlagen nutzen meist Abwärme von anderen Prozessen um industrielle Prozesse zu versorgen. Das ILK unterstützt als Forschungsinstitut verschiedene Firmen bei der Entwicklung entsprechender Wärmepumpen in verschieden Leistungsklassen. Im Rahmen einer studentischen Arbeit können zuerst Prozessstudien zu verschiedenen Schaltungsvarianten durchgeführt werden. Anschließend erfolgt eine Auslegung der Bauteile. Alternativ können auch Messungen an bestehenden Anlagen durchgeführt und mit den vorhandenen Auslegungsdaten verglichen werden.

Mögliche Arbeiten: Praktikum, Beleg, Bachelor-, Master-, Diplomarbeit

Voraussetzungen: Kenntnisse der Thermodynamik und der Konstruktion

Weiterentwicklung Stoffwert Bibliotheken des ILK

Zur Berechnung von Kälteprozessen und -anlagen müssen die Eigenschaften der eingesetzten Stoffe (Kältemittel & Solen) mathematisch beschrieben werden. Beispielweise die Abhängigkeit der Dichte von der Temperatur oder die Siede- und Taulinie in Abhängigkeit von Druck oder Temperatur. Das ILK Dresden pflegt hierfür eigene Software-Bibliotheken. Im Rahmen der studentischen Arbeit können diese Bibliotheken weiterentwickelt oder um zusätzliche Stoffe ergänzt werden.

Mögliche Arbeiten: Praktikum, Beleg, Bachelor-, Master-, Diplomarbeit

Voraussetzungen: Kenntnisse der Thermodynamik und grundlegende Programmierkenntnisse

Katalogisieren und Auswerten von Wärmepumpenmessungen

Im Prüflabor Wärmepumpen des ILKs werden verschiedene Wärmepumpen hinsichtlich ihrer Effizienz vermessen und bewertet. Im Laufe der vergangen 10 Jahre wurde eine beträchtliche Anzahl von Wärmepumpen bereits vermessen. Im Rahmen der studentischen Arbeit sollen die dabei gewonnen Daten hinsichtlich Entwicklungstendenzen zusammengestellt und ausgewertet werden.

Mögliche Arbeiten: Praktikum, Beleg

Voraussetzungen: Grundkenntnisse der Energie- oder Versorgungstechnik

Untersuchung verschiedener Gemische für den Einsatz in Wärmepumpen und Kälteanwendungen

Für Wärmepumpenanwendungen mit sehr hohen Temperaturen und Kälteanwendungen bei sehr niedrigen Temperaturen eignen sich teilweise Gemische aus mehreren Kältemitteln sehr gut. Im Rahmen dieser Arbeit sollen für eine Hochtemperaturwärmepumpe und eine Tieftemperaturanwendung verschiedene Gemische untersucht werden. Dazu sollen zum einen Prozessrechnungen durchgeführt werden. Zum anderen sollen die notwendigen Wärmeübertrager detailliert simuliert / berechnet werden.

Mögliche Arbeiten: Praktikum, Beleg, Bachelor-, Master-, Diplomarbeit

Vorrausetzungen: Grundkenntnisse der Kältetechnik

Auswerten von Verdichtermessungen hinsichtlich der Anzahl der notwendigen Prüfpunkte

Zur Berechnung der Effizienz von Kältemittelverdichtern wird eine definierte Anzahl von Messpunkten auf speziellen Prüfständen angefahren. Aus diesen Messpunkten wird anschließend ein Kennfeld mittels mathematischer Modelle aufgestellt. Im Rahmen dieser Arbeit soll nun untersucht werden, ob sich auch mit Methoden der künstlichen Intelligenz ein solches Kennfeld aufstellen lässt.

Mögliche Arbeiten: Praktikum, Beleg, Bachelor-, Master-, Diplomarbeit

Voraussetzungen: Programmierkenntnisse (vorzugsweise Python) und Interesse an künstlicher Intelligenz / maschinellem Lernen

Algorithmen zur Auswertung von Füllständen in Schaugläsern

Verdichter in Kälteanlagen benötigen Öl zur Schmierung. Ein Teil dieses Öls wird allerdings mit dem Verdichten Kältemittel aus dem Verdichter getragen und wird dann über den Kältekreis oder Ölabscheider zurückgeführt. Für einen sicheren Betrieb des Verdichters ist eine ausreichende Menge an Öl notwendig. Zur Kontrolle besitzen Verdichter oft ein Schauglas, an dem der Ölstand abgelesen werden kann. Im Rahmen dieser studentischen Arbeit sollen automatisiert Fotos von dem Schauglas angefertigt und der Füllstand ausgewertet werden.

Mögliche Arbeiten: Praktikum, Beleg, Bachelor-, Master-, Diplomarbeit

Voraussetzungen: Programmierkenntnisse (vorzugsweise Python) und Interesse an Bildauswertung / maschinellem Lernen

Entwicklung und Test von Ammoniak Wärmeübertragern

Bei industriellen Anwendungen wird Ammoniak als natürliches Kältemittel effizient eingesetzt. Ammoniakverdampfer werden dabei typischerweise überflutet betrieben. D.h. im Wärmeübertrager wird im Gegensatz zu den meisten anderen Kälteanlagen das Ammoniak nicht vollständig verdampft. Dies hat positive Effekte auf die Effizienz der Anlage. Allerdings macht es die Auslegung solcher Verdampfer / Wärmeübertrager besonders anspruchsvoll. Im Rahmen dieser Arbeit soll ein Auslegungs- und Berechnungswerkzeug für solche Wärmeübertrager weiterentwickelt werden.

Mögliche Arbeiten: Praktikum, Beleg, Bachelor-, Master-, Diplomarbeit

Voraussetzungen: Kenntnisse der Thermodynamik und der Konstruktion


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