2024-01-01  –  2026-12-31

68.601,44 EUR

Brandenburgische Technische Universität Cottbus-Senftenberg - Fakultät Maschinenbau, Elektro- und Energiesystemen - Lehrstuhl Strukturmechanik und Fahrzeugschwingungen, Cottbus, Brandenburg

03EN4077D

Energiesparende Industrieverfahren - Maschinenbau, Fahrzeugbau, Elektrotechnik, Feinmechanik, Optik, EBM-Waren [EA3250]

01260129/1  –  DiSKo-HT

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESN4)

Energie

Übergeordnetes Ziel ist es, eine Minimierung von Verlusten bei Hochtemperaturwärmepumpen mittels direkter, d.h. getriebefreier Kopplung einer sogenannten gestackten Anordnung schnelldrehender Motoren mit einem Turboverdichter zu erreichen. Die gesamte Maschine wird in Form eines Aggregats entwickelt, indem der gestackte Antrieb mit einem bei 300°C Austrittstemperatur betriebenen Verdichter zu verbinden ist. Auf Basis fundamentaler Untersuchungen zu Schwingungsverhalten und Rotordynamik erfolgt der Nachweis für einen sicheren Betrieb und bei Bedarf die Bereitstellung von Lösungsansätzen. Das Verdichtungssystem wird zum Ende des Projekts in eine bereits existierende Pilotanlage des DLR in Cottbus integriert, getestet und damit zur Technologiereife des entwickelten Aggregats beigetragen. Ausgangspunkt der Entwicklung des Verdichters ist ein Radialverdichter aus einem Serienturbolader für mittelschnelllaufende Großmotoren der Firma KBB. Im Projekt soll weiterhin die Turbine des Abgasturboladers (ATL) durch einen elektrischen Direktantrieb ersetzt werden. Somit lassen sich ausgehend vom Serienprodukt mit kleineren anwendungsbezogenen Anpassungen relativ geringe Stückkosten erzielen. Aufgrund der einsatztypischen maximalen Verdichtungsendtemperaturen von etwa 200 °C wird bei ATL-Verdichterrädern für Großmotoren serienmäßig eine spezielle Aluminiumlegierung eingesetzt. Im Projekt hingegen werden Verdichtungsendtemperaturen von 300°C angestrebt, so dass im Zuge einer Materialsubstitution auf eine deutlich robustere Titanlegierung ausgewichen wird. Die Konstruktion des verdichternahen Lagerbocks wird zwar primär für die Aufnahme der Lagerkräfte konzipiert. Mit der thermischen Entkopplung von Motoren und Verdichter sowie der Zu- und Abfuhr diverser Kühl- und Schmiermedien muss der Lagerblock jedoch weitere Funktionen erfüllen, die in der Designphase konstruktiv zu berücksichtigen sind.