Ziel der Entwicklung
Die in UN-Klimaschutzkonferenzen definierten völkerrechtsverbindlichen Klimaziele führen in der Kältetechnik dazu, dass einerseits umweltbelastende durch umweltneutrale Kältemittel zu ersetzen sind. Andererseits sind in technischen Prozessen Lösungen zu suchen, durch die der Einsatz von umweltbelastenden Kältemitteln stark reduziert werden kann.
Die Schaffung von Voraussetzungen zur Verringerung der eingesetzten Kältemittelfüllmengen bei gleichen Betriebs- und Leistungsanforderungen ist eine wesentliche Projektidee.
Durch die Anwendung von Mini- beziehungsweise Micro-Channel Profilen in kältetechnischen Bauteilen wie luftbeaufschlagte Verdampfer, erschließt sich ein großes Potenzial zur Reduzierung der Kältemittelfüllmengen.
Vorteile und Lösungen
Um Wärmeübertrager als Kältemittelverdampfer auf Basis von Mini-Channel (MCHE) zu entwickeln, sind technische Basisentwicklungen zur Sicherstellung der gleichmäßigen Verteilung des entspannten Kältemittels über alle Kanälen notwendig. Erst dadurch können neuartige MCHE-Wärmeübertrager trotz geringerer Füllmenge im Vergleich zu bisher eingesetzten Verdampfern in der Lage, genauso leistungs- und umwelteffizient eingesetzt zu werden.
Die im Rahmen dieses Projektes untersuchte Verteileinrichtung ist die Grundlage für eine zukünftige Produktentwicklung eines Mini-Channel Verdampfers. Für die Überführung der Forschungsergebnisse sind weitere Entwicklungsschritte nach Projektabschluss nötig.
Durch das Projekt ist ein Überblick über derzeitige Entwicklungen und patentierte Ansprüche möglich. Weitere Ergebnisse waren die Schaffung eines Rechenmodells zur Vorauslegung von Verteilern, die Bewertung des angewandten Lösungsansatzes zur Beurteilung der Gleichverteilung zweiphasiger Stoffe auf Basis von Ähnlichkeitsbeziehungen nach BAKER und die Realisierung einer gleichmäßigen Beaufschlagung des MCHE bei Verwendung einer separaten Kreislaufschaltung.
Zielgruppe und Zielmarkt
Die Verwertungskonzeption besteht im wesentlichen aus der Vermarktung von Teilergebnissen. Auf Basis der im Projekt erzielten Ergebnisse werden Dienstleistungen angeboten. Die Ergebnisse können konkret bei Entwicklungsleistungen von speziellen Prüfmethodiken von Verteilungsprozessen an Profilen genutzt und verwertet werden. Weiterhin werden die Erkenntnisse beim Prüfstandsbau, bei der Softwareentwicklung auf Basis des geschaffenen Rechenmodells und bei der messtechnischen Bewertung von kältetechnischen Bauteilen direkt genutzt. Es ist ein direkter Technologie- und Wissenstransfer der Ergebnisse an die Hersteller von Kälteanlagen und Wärmeübertragern geplant, die bei Projektbeantragung eine Interessenbekundung zu dem geplanten Forschungsprojekt abgegeben haben.
Die im Rahmen dieses Projektes gewonnenen Erkenntnisse sind allein noch nicht ausreichend um eine vollständige, abgeschlossene Produktentwicklung zu realisieren. Die im Projekt geplanten Analyseansätze zur Beurteilung der Verteilungsqualität waren nicht ausreichend, die Problemstellungen bei der Konstruktion eines Verteilers allgemeingültig zu lösen. Es wird eingeschätzt, dass zur Lösung dieser Fragestellung ein wesentlich höherer gerätetechnischer Aufwand notwendig ist.
Bei Projektabschluss sind weiterhin keine Lösungen bekannt, die eine zufriedenstellende, allgemeingültige Lösung der Gleichverteilung von zweiphasigen Kältemitteln bei MCHE über den Laborentwicklungsstand hinaus, realiseren können.
Durch die Projektbearbeitung wird die Kompetenz des ILK Dresden als Forschungseinrichtung und aktiver Partner bei der Identifizierung von technischen Aufgabenstellungen und Erarbeitung von wirtschaftlichen Lösungen in der Kältebranche weiter angehoben.