OptiAbt

 

Optimierung von Abtaumethoden bei Luftkühlern hinsichtlich Energieeffizienz und Lebenszykluskosten mittels experimenteller und numerischer Methoden

Gefrorener Wärmeübertrager Urheberrecht: EBC

Das periodische Abtauen von Luftkühlern verursacht hohe Betriebskosten und bietet somit das Potential für eine energetische, ökonomische und ökologische Optimierung der Anlage. Durch experimentelle und numerische Untersuchungen soll der gesamte Betriebszyklus, bestehend aus Kühl- und Abtauprozess, abgebildet und nachstehend mit einem zu entwickelnden Modell optimiert werden.

 

Die Entstehung von Reif an den Lamellen eines Luftkühlers ist unvermeidlich, wenn die Lufttemperatur unter die Temperatur des Taupunkts abgesenkt werden soll. Der Reif reduziert den Wärmedurchgang, sodass die Anlageneffizienz sinkt. Um die Energieeffizienz zu erhöhen und die Lebenszykluskosten zu senken, bietet deshalb die Anwendung geeigneter Abtaumethoden ein hohes Verbesserungspotential, das durch Selektion geeigneter Methoden und entsprechender Methodenoptimierung genutzt werden kann.

Die energetische Optimierung der Abtauung bezüglich Abtaumethode, Abtaufrequenz, Abtaudauer und eingebrachter Leistung ist dabei ein multidimensionales Problem mit einer Vielzahl von Prozessparametern. Nicht nur die Reifschichtdicke, sondern auch die Eigenschaften des Reifs (Dichte, Wärmeleitfähigkeit), sowie die örtliche Reifverteilung spielen eine Rolle. Lange Zykluszeiten führen zu einer erhöhten Bereifung und damit zu einer starken Reduzierung der Performance durch erhöhte Druckverluste (verringerte Strömungsquerschnittsfläche) und Wärmewiderstände. Weiterhin führen lange Zykluszeiten zu erhöhten Abtauzeiten bzw. zu hohen Heizleistungen. Durch die hohe Komplexität des Abtauvorgangs ist ein rein numerisches oder auch rein experimentelles Vorgehen nicht ausreichend, daher wird im Rahmen des Forschungsprojektes eine Kombination beider Untersuchungsmöglichkeiten angewandt. Die Entwicklung des numerischen Models wird am Lehrstuhl für Wärme- und Stoffübertragung durchgeführt. Die experimentellen Untersuchungen werden in einer Klimakammer am Lehrstuhl für Gebäude- und Raumklimatechnik durchgeführt.

Abtauprozess  

Ziele des Forschungsvorhabens ist der energetische Vergleich aller gängigen Abtaumethoden in der Praxis, d. h. Warmsoleabtauung, Abtauung durch elektrische Heizstäbe und Kreislaufumkehr. Durch die Analyse der Lebenszykluskosten der unterschiedlichen Abtaumethoden wird eine gesamtwirtschaftliche Beurteilung der Abtaumethoden ermöglicht, die als Empfehlung an die Industrie weitergegeben wird.

 

Projektinformationen und Partner

Laufzeit: 2 Jahre

Start: 5/2019

Ende: 4/2021

Projektpartner:

Carrier Kältetechnik Deutschland GmbH | FRIGOBLOCK Grosskopf GmbH | Güntner GmbH & Co. KG | Ingenieurbüro tiefkuehlhaus.info | Kelvion Refrigeration GmbH | Kreutzträger Kältetechnik GmbH & Co. KG | Liebherr-Hausgeräte Ochsenhausen GmbH | ref-tech engineering | TH. WITT Kältemaschinenfabrik GmbH | Thüringer Kühlhäuser GmbH Erfurt | TYFOROP Chemie GmbH | Wohlert Kühl Logistik GmbH | Wurm GmbH & Co. KG Elektronische Systeme

Fördergeber:

Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)

FKM - Kältetechnik (IGF- Vorhaben Nr.: 20701 N / 2)

Kontakt

Jonas Klingebiel © Urheberrecht: EBC

Telefon

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+49 241 80 49811

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