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TU Berlin

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SubSie

Sorptions-Verdampfer für Siedetemperaturen unter 0°C

Der thematische Verbund SubSie hat das Ziel, den Anwendungsbereich von Kälteanlagen und Wärmepumpen, die Wasser als Kältemittel nutzen und durch Wärme - speziell Abwärme - angetriebenen werden, für Industrie und Gewerbe zu erweitern und damit Energieeinsparpotential bei der Kälte- und Wärmebereitstellung durch Abwärmenutzung zu realisieren. Der Verbund ist in das Forschungsnetzwerk Industrie und Gewerbe im Forschungsfeld Abwärmenutzung integriert. Die TU Berlin ist dabei an zwei Projekten innerhalb des Verbunds beteiligt.

Die Übergreifende F&E-Fragestellung des Verbundes ist die Nutzung von Wasser als Kältemittel im Bereich des Gefrierpunktes von 0°C. Dies soll die möglichen Einsatzbereiche von sorptiven Kälteanlagen und Wärmepumpen für die nutzung von industrieller und gewerblicher Abwärme erweitern.

In den Einzelvorhaben des Verbundes sollen innovative technische Lösungen für die Verdampfung von Wasser untersucht und entwickelt werden, die eine energetisch und ökonomisch effiziente Bereitstellung von thermisch angetriebenen Kälteanlagen in einem erweiterten Temperaturbereich sowie die Nutzung von Luft als Wärmequelle in thermisch betriebenen Wärmepumpen erlauben. Insbesondere im Bereich der Industriekälte und Lebensmittelkühlung, aber auch im Bereich der Gebäudeklimatisierung (Nutzung von Eisspeichern) können hierdurch hohe Energieeinsparungen erreicht werden, bei Nutzung eines klimafreundlichen und ungiftigen Kältemittels.

Zur Erreichung dieser Ziele haben sich 6 wissenschaftliche und 6 industrielle Partner in einem Verbund zusammengeschlossen. Ein derartiger Verbund normalerweise konkurrierender Unternehmen und Institutionen ist im Bereich wärmegetriebener Kälteanlagen bisher beispiellos.

SubSie-Plattform

Sorptions-Verdampfer für Siedetemperaturen unter 0°C - Plattform zur wissenschaftlichen Qualitätssicherung und marktorientierten Vernetzung

Im übergreifenden Vorhaben SubSie-Plattform wird in Zusammenarbeit zwischen Fraunhofer ISE und TU Berlin die wissenschaftliche Koordination, Zusammenführung und Aufbereitung der inhaltlichen Arbeiten der Teilprojekte stattfinden sowie projektübergreifende Workshops organisiert. Diese Plattform stellt die Quervergleichbarkeit von Ergebnissen sicher und dient dazu, allgemeingültige Ergebnisse auszutauschen sowie gemeinsam im Rahmen von Vernetzungsveranstaltungen die Erweiterung der Einsatzfähigkeit von energieeffizienten Kälteanlagen und Wärmepumpen marktnah zu diskutieren und wissenschaftlich zu publizieren. Dadurch wird erreicht, dass die in den Entwicklungsprojekten vergleichbaren grundlegenden Probleme durch Bündelung der Fachkompetenz gemeinsam und synergetisch gelöst werden, ohne dass die wettbewerblichen Spezifika der Industriepartner gefährdet sind.

Förderlogo des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie
Lupe

Projektlaufzeit: 01.06.2019 - 31.05.2023

Förderung durch das BMWi (Förderkennzeichen 03EN2012B)

SubSie-LiBrAK-5°

Sorptions-Verdampfer für Siedetemperaturen unter 0°C - Lithiumbromid Absorptionskälte für -5°C

Das Ziel des Vorhabens SubSie-LiBrAK-5° innerhalb des thematischen Verbunds SubSie ist die Erweiterung des Einsatzbereichs von heißwassergetriebenen einstufigen Lithiumbromid/Wasser Absorptionskälteanlagen auf den Temperaturbereich bis -5°C für industrielle Abwärmeanwendungen.

Der technische Lösungsansatz umfasst die Zugabe von nicht flüchtigen Substanzen (z.B. Salzen), die den Gefrierpunkt absenken, zum Kältemittel Wasser. Damit wandelt sich das Wärmetransortproblem der Verdampfung zu einem gekoppelten Wärme- und Stofftransportproblem (Desorption). Um die damit einhergehenden Einschränkungen zu verringern sollen innovative Wärmeübertragerstrukturen entwickelt werden.

Da Auslegungsdaten für die angestrebten Bedingungen fehlen, aber eine kommerziell erhältliche Kälteanlage für stabilen Betrieb und hinreichende Leistungsdichte zu modifizieren ist, sind hierfür drei F&E-Aufgaben zu lösen:

  • Untersuchung des Wärme- und Stofftransports im Verdampfer bei Zugabe eines Frostschutzadditivs und ggf. Verwendung innovativer Wärmeübertragerstrukturen
  • Anpassung der prädiktiven Regelung der Anlage an neue Freiheitsgrade (Additivkonzentration) und Einschränkungen (Einfrieren, stabiler Betrieb unter 0°C).
  • Auslegung und Konstruktion eines verbesserten Verdampfers um die zu erwartenden Einbußen bei der Leistungsdichte zu minimieren.

Die TU Berlin wird die Grundlagen betrachten und die experimentelle Untersuchung sowohl des Wärme- und Stofftransports als auch des Funktionsmusters übernehmen. W. Bälz & Sohn GmbH & Co. ist primär für die Konstruktion und den Bau des Funktionsmusters zuständig.

Die grundlagenorientierten Ergebnisse des Projektes werden der SubSie-Plattform zur Verfügung gestellt, dort unter Leitung des Fraunhofer ISE aufbereitet und den Plattform-Beteiligten zur Verfügung gestellt und veröffentlicht. Die technologischen Innovationen im Anlagendesign werden vom Industriepartner weiterentwickelt und in ein marktfähiges Produkt überführt.

Förderlogo des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie
Lupe

Projektlaufzeit: 01.04.2019 - 31.03.2022

Förderung durch das BMWi (Förderkennzeichen 03EN2001A)

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