Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Die K\u00e4ltetechnik bedient sich klassischerweise der Fluorkohlenwasserstoffe FKW (Treibhausgase) oder des Ammoniaks (Toxizit\u00e4t, Brennbarkeit). Kohlenwasserstoffe (Brennbarkeit) und Kohlendioxid (Dr\u00fccke, Verf\u00fcgbarkeit von Maschinen) haben nur in eng begrenzten Anwendungssegmenten eine Zukunft. Daher ist Wasser als K\u00e4ltemittel eine \u00f6kologisch sinnvolle Alternative, sofern den Besonderheiten des Wassers entsprochen wird. Insbesondere der enorme F\u00f6rdervolumenstrom und das hohe Druckverh\u00e4ltnis sind technologische H\u00fcrden. Das Vorhaben soll zeigen, dass K\u00e4lteanlagen mit Wasser als K\u00e4ltemittel machbar sind. Die in bestehenden Anlagen mit (H)-F(C)KW enthaltenen ca. 150.000 t sowie der j\u00e4hrliche Neuzugang von 35.000 t k\u00f6nnten durch Wasser ersetzt werden.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDas Vorhaben ist in vier Projektschritte unterteilt. Die Demonstrationsanlage an der Fachhochschule Flensburg dient letztlich als Beweis des Funktionierens des Prozesses und seiner Hauptkomponenten.
\nVerdampfer, Verfl\u00fcssiger, Vakuumhaltung, Verdichter und Antriebsmotor sowie die MSR Technik wurden in der ersten Phase konstruiert und angefertigt.
\nDie nach den Konstruktionspl\u00e4nen gebauten Komponenten wurden anschlie\u00dfend in der zweiten Phase montiert und in Betrieb genommen. Die Anlage ist seit M\u00e4rz 1998 betriebs- und messf\u00e4hig.
\nIn der dritten Phase wurde die Anlage im Belastungs- und Messbetrieb gefahren. Die vorliegenden Resultate lassen erkennen, dass der Verdichter ungeheuer robust ist und extremen Betriebszust\u00e4nden ausgesetzt werden kann, ohne mechanisch defekt zu gehen. Die Schaufelgeometrie des Verdichters bei tiefen Dr\u00fccken\/Temperaturen muss allerdings noch optimiert werden, da Pumpbetrieb bzw. die Verstopfungs-Machzahl erreicht werden. An diesem Problem wird derzeit gearbeitet. Vermutlich m\u00fcssen die Leitschau-feln umkonstruiert werden.
\nWie aufwendig und langwierig eine Leitschaufel\u00e4nderung sein kann, wird sich noch zeigen m\u00fcssen. Nach Wiederaufnahme des Messbetriebes werden die Versuche ausgewertet und f\u00fcr die praxistaugliche Version der K\u00e4lteanlage \u00fcbernommen.
\nDie vierte Phase ist zur Verbreitung der Erkenntnisse vorgesehen. Daneben gilt es, die gewonnenen Erfahrungen auf drei n\u00e4chstgr\u00f6\u00dfere Verdichter zu \u00fcbertragen, was jedoch nicht Gegenstand dieses F\u00f6rdervorhabens ist.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Nach anf\u00e4nglichen Erstinstallationen von K\u00e4lteanlagen und W\u00e4rmepumpen mit Wasser als K\u00e4ltemittel in der ersten H\u00e4lfte der 90er Jahre wurde es notwendig, sich einer universellen, robusten, praxistauglichen, kleinbauenden, fundamentlosen und preiswerten Maschinentechnik zuzuwenden, wobei der Wasserdampfverdichter im Vordergrund steht.
\nDie bis dato verwendeten Radialmaschinen haben den prinzipiellen Nachteil, dass sie sehr empfindlich und somit zumindest f\u00fcr die universelle Praxis ungeeignet sind (erforderlich sind hohes Druckverh\u00e4ltnis, Unempfindlichkeit bei Eisansatz, gegen\u00fcber mitgerissenen Wassertr\u00f6pfchen und gegen Vibration). Daher wurde die Axialmaschine gew\u00e4hlt. Diese ben\u00f6tigt ein enormes Know-how in der Str\u00f6mungstechnik und eine v\u00f6llig neue Produktionsgrundlage, um den Preisrahmen einzuhalten. Marktziel dieser Entwicklung ist der weltweit verbreitete F(C)KW- und Ammoniak-Kaltwassersatz, den es technisch und preislich zu egalisieren gilt.
\nDie Ergebnisse, die an einer Maschine vergleichsweise kleiner K\u00e4lteleistung gewonnen wurden, dienen zur Schaffung und Konstruktions-, Berechnungs- und Betriebsgrundlage f\u00fcr gro\u00dfe Maschinen. Der isentropische Wirkungsgrad lag bei Abschluss des Projektes bereits bei 0,74 und l\u00e4sst erwarten, dass die gr\u00f6\u00dferen Serienmaschinen bei 0,8 liegen werden. Dies ist dieselbe Gr\u00f6\u00dfenordnung, wie sie bei konventionellen Kaltwassers\u00e4tzen herrschen!
\nDie Leistungszahl des Kaltwassersatzes mit Wasser als K\u00e4ltemittel bei \u00fcblichen Praxisbedingungen mit 6\u00b0C Kaltwasser und 30\u00b0C Kondensation liegt bei 5,6, was einem Carnot-G\u00fctegrad von ca. 48 % entspricht. Hier liegen sehr gute Maschinen konventionellen Typs bei etwa 0,55 – 0,62. Mit der erwarteten Verbesserung bei gr\u00f6\u00dferen Maschinen werden zumindest dieselben Leistungszahlen erreichbar werden k\u00f6nnen. Als Eismaschine liegt die Leistungszahl des Aggregates mit Wasser als K\u00e4ltemittel bei 4,5, was \u00fcbliche Maschinen nicht erreichen k\u00f6nnen.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Im Rahmen der EXPO 2000 wurde die Versuchsanlage in Flensburg den Besuchern der EXPO vorgef\u00fchrt. Hierf\u00fcr kamen Einzelbesucher und ganze Gruppen nach Flensburg und konnten sich an Ort und Stelle vom Betrieb und der Funktion der Anlage \u00fcberzeugen.
\nDa die Entwicklung der serienreifen Maschinen noch nicht abgeschlossen ist, wurde auf eine lauthalse Pr\u00e4sentation verzichtet. Statt dessen wurden potenzielle Erstkunden, Technologiemultiplikatoren und Fachleute national wie international angesprochen. Ebenso wurden Vertriebspartner unter Vertrag genommen.
\nVortr\u00e4ge vor geladenem Publikum, interne Dokumentationen und Fachberichte wurden dem engen Kreis der o. g. Vertriebspartner und Kunden zug\u00e4nglich gemacht. Eine gro\u00df angelegte Kampagne ist bewusst nicht erfolgt.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Der Wasserk\u00fchlung und Eiserzeugung mit Wasser als K\u00e4ltemittel geh\u00f6rt ohne Zweifel die Zukunft, wenn es gelingt, den etablierten F(C)KW-Kaltwassers\u00e4tzen und Ammoniakmaschinen praxistaugliche, effiziente und preiswerte Maschinen entgegen zu setzen. Das gr\u00f6\u00dfte Risiko ist dabei nicht die Technik, deren Funktionieren nachgewiesen werden konnte, sondern das f\u00fcr die Zukunft zu bef\u00fcrchtende Auftreten von Unternehmen, die mit gebrauchsuntauglichen oder schlecht funktionierenden Maschinen diesen neuen Markt kaputtmachen k\u00f6nnten.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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