2017-04-01  –  2020-09-30

883.439,00 EUR

Institut für Luft- und Kältetechnik gemeinnützige Gesellschaft mbH, Dresden, Sachsen

03ET1476A

Energieeffiziente Kälteversorgung in Quartieren [EA4312]

01176738/1  –  WUESST: Entwicklung und Erprobung eines Flüssigeis- Wärmeübertragers zur Effizienzsteigerung von Kälteversorgungssystemen

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESN6)

Energie

Flüssigeis, eine pumpfähige Mischung aus Wasser und Eis, wird zur Kältespeicherung und als Kälteträger zur Kälteverteilung eingesetzt und kann die Effizienz von Kälteversorgungssystemen steigern. Zudem ist eine zeitliche Entkopplung von Kälteerzeugung (Energieverbrauch) und Kältenutzung, z.B. zur Integration erneuerbarer Energien, möglich. Erfahrungen aus ausgeführten Flüssigeisanlagen zeigen, dass eine breite Anwendung von Flüssigeis unter Nutzung beschriebener Vorteile bisher durch das Fehlen geeigneter und gleichzeitig kostengünstiger Wärmeübertrager behindert wird, die dauerhaft betriebssicher mit hohen Eisanteilen (> 25 %) beaufschlagt werden können. Wesentliche Zielstellungen des geplanten Verbundprojektes sind deshalb: 1) Verbesserung der Möglichkeiten zur modellhaften Beschreibung von Strömungs- und Wärmetransportvorgängen mit Flüssigeis (Zweiphasenströmung) als Hilfsmittel zur optimierten Auslegung und konstruktiven Gestaltung von Wärmeübertragern 2) Weiterentwicklung und Erprobung der Schlüsselkomponente Wärmeübertrager für die betriebssichere und platzsparende Anwendung von Flüssigeis innerhalb von Kälteverteilnetzen sowie in Flüssigeis-Kältespeichern Für die Erreichung der aufgeführten Zielstellungen müssen Fragestellungen zum Durchströmungsverhalten von Flüssigeis untersucht werden. Auf Basis fundierter Vorbetrachtungen werden rechnergestützte Simulationen (CFD) eingesetzt. In der ersten Versuchsphase werden einzelne Geometrien unter Variation verschiedener Parameter an einer Modellversuchseinrichtung untersucht. Im nächsten Schritt werden vorausgewählte Geometrien in einem Modellplattenwärmeübertrager zusammengeführt. Der Verbundpartner TTZ GmbH & Co. KG, ein mittelständischer Hersteller von Plattenwärmeübertragern, wird die gesammelten Erkenntnisse in die Entwicklung eines Funktionsmusters einfließen lassen. Für die Erprobung stehen Flüssigeisspeichersysteme des ILK Dresden sowie der Verbundpartner Cooltech GmbH und Sachsen-Kälte GmbH zur Verfügung.