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Maschinen- und EnergieanlagentechnikIndustrial Energy and Environmental Efficiency (Indus3Es)

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Industrial Energy and Environment Efficiency (Indus3Es)

In diesem Kooperationsprojekt wird ein System zur effizienten Rückgewinnung von Wärmeströmen mit niedrigen Temperaturen (<130°C) für die Prozessindustrie entwickelt. Für die Wärmerückgewinnung wird ein Absorptionswärmetransformator eingesetzt. Während des Projektes werden Laborprototypen, welche sich durch die technischen Umsetzungen einiger Komponenten unterscheiden, entworfen, gebaut, vermessen, analysiert und miteinander verglichen.

Auf der Basis der der Erkenntnisse aus den Laborprototypen wird eine Demonstrationsmaschine entworfen und gebaut. Die Maschine wird unter realen Arbeitsbedingungen in einer Produktionsanlage eines Projektpartners installiert und messtechnisch überwacht. Parallel dazu werden theoretische und simulative Studien zur Übertragbarkeit des Systems auf andere Industriebranchen durchgeführt.

Das Projekt ist im Oktober 2015 gestartet und endet im Juni 2019.

Projektziele

Hauptziel des Projektes ist die Entwicklung und Demonstration eines innovativen, wirtschaftlichen und universell einsetzbaren Systems zur Wärmerückgewinnung für die Prozessindustrie. Kern des Systems ist ein Absorptionswärmetransformator (Absorptionswärmepumpe Typ II ), welcher an die Anforderungen der Industrie angepasst wird. Mit Hilfe dieser Technologie soll die Energieeffizienz von Industrieprozessen verbessert und damit die notwendige Energiezufuhr reduziert werden. Die mögliche Effizienzsteigerung ist von den jeweiligen Prozessbedingungen abhängig und kann bis zu 50 % betragen.

Projektverlauf

In verschiedenen Arbeitspaketen werden die Anforderungen der jeweiligen Industriebranchen untersucht, um die Betriebsbedingungen für den Absorptionswärmetransformator zu definieren. Unterschiedliche technische Lösungen werden parallel von verschiedenen Partnern in deren Laboren entwickelt und experimentell untersucht. Anschließend werden die interessantesten Lösungen in einen Prototyp integriert und ebenfalls im Labor experimentell untersucht. Auf Grundlage der gewonnen Erkenntnisse wird eine Demonstrationsanlage entwickelt und gebaut. Die Demonstrationsanlage wird in eine Industrieanlage eines der Projektpartner (Ölraffinerie) installiert. Das Betriebsverhalten des gesamten Systems wird im Rahmen des Projekts intensiv beobachtet und analysiert. Die Analysen am Prototyp bilden die Basis für die Untersuchung der Eignung des Systems und der Übertragbarkeit auf andere Branchen der Prozessindustrie. Außerdem werden im Rahmen des Projektes Planungs- und Auslegungswerkzeuge für solche Systeme erarbeitet.

Das Indus3Es Konzept

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Ein Absorptionswärmetransformator ist eine Anlage, die einen auf mittlerem Temperaturniveau zugeführten Wärmestrom (Antriebswärme) in einen Strom auf hohem (Nutzwärme) und einen auf tiefem Temperaturniveau (Abwärme) aufspaltet (siehe Abbildung oben). Ein einstufiger Absorptionswärmetransformator kann circa 50% der zugeführten Antriebswärme zu Nutzwärme aufwerten. Für die technische Umsetzung des Prozesses werden vier Hauptwärmeübertrager (Absorber, Generator, Kondensator und Verdampfer) benötigt, die durch einen Lösungs- und einen Kältemittel Kreislauf verbunden sind. Der Prozess ist eine Umkehrung des Absorptionskältemaschinenprozesses und basiert auf der Siedepunktverschiebung durch die Zugabe von Lösungsmittel in das Kältemittel. Für das Indus3Es Projekt werden Wärmetransformatoren mit dem Arbeitspaar Wasser/Lithium-Bromid entwickelt.

Forschungsschwerpunkte

Die Technische Universität Berlin ist gemeinsam mit den beiden Projektpartnern Tecnalia und Technion für die Entwicklung des Absorptionswärmetransformators verantwortlich. Dabei kann auf die Erfahrung und das Wissen aus zahlreichen Projekten, in denen Absorptionskälteanlagen und -wärmepumpen entwickelt oder untersucht worden sind, zurückgegriffen werden. Zu den wichtigsten Aufgaben der Technischen Universität Berlin gehören:

  • die Auslegung, die experimentelle Untersuchung und die Optimierung von Absorptionswärmetransformatoren,

  • die Entwicklung von Regelungsstrategien für den sicheren und energieeffizienten Betrieb des Rückgewinnungssystems,

  • die Erarbeitung eines Auslegungstools zur Planung des Einsatzes von Absorptionswärmetransformatoren in der Prozessindustrie.

 Weitere Informationen finden Sie auf der Projektwebseite:www.indus3es.eu



Projektpartner

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