Ziel der Entwicklung
Erweiterung des Anwendungsspektrums der Technologie der Flüssigeiserzeugung, bis hin zu additivfreier Erzeugung von Flüssigeis mittels des energieeffizienten Vakuumeis-Verfahrens. Dabei lag eine Zielsetzung des Projekts auf Entwicklungsschritten, welche den prozesssicheren Betrieb eines Eiserzeugers unter Verzicht auf Additiv realisiert.
Vorteile und Lösungen
Zur Erreichung der Zielstellung des additivfreien Betriebs des Flüssigeiserzeugers wurden verschiedene Lösungsansätze verfolgt und in deren Wirksamkeit verglichen. Dabei standen drei verfahrenstechnische Parameter im Fokus der Untersuchungen: Agitation- Einfluss des Rührwerks auf das Abkühlverhalten und die Eisbildungsrate; Oberfläche- Einfluss der Innengeometrie der Oberflächenbeschaffenheit des Verdampfers auf Eisanhaftungen und die Verteilung- Einfluss der Art der Wasserverteilung auf Verdampferleistung und Eisanhaftungen. Im Ergebnis der Entwicklung konnte gezeigt werden, dass die Gestaltung und Dimensionierung des Rührblattes entscheidend für die flächenspezifische Eisbildungsrate des Verdampfers ist. Dabei sind die Parameter Drehzahl und Überdeckung von dominantem Einfluss. Durch eine spezielle Gestaltung der Rührerblattgeometrie konnte zum einen die Eisbildung verbessert und zum anderen der Eisabtrag an ruhenden Behälterwänden verbessert werden. Hinsichtlich des Einflusses der Oberflächenbeschaffenheit der ruhenden Behälterwände erwies sich eine Auskleidung mit haftminderndem Material als günstig. An dieser Materialschicht konnte das Anhaften von Eis deutlich vermindert werden. Die entstehenden dünnen Eisschichten konnten die durch das Rührwerk induzierten Wasserbewegungen kontinuierlich abtragen. Beim dritten Entwicklungsschwerpunkt, der Art der Wasserverteilung, kann noch kein abschließendes Ergebnis dargestellt werden. Hier sind weitere Entwicklungsschritte, insbesondere mit Blick auf die Prozesssicherheit und der Gefahr des Einfrierens der Verteileinrichtung notwendig.
Zielgruppe und Zielmarkt
Die Technologie Flüssigeiserzeugung unter Nutzung von Gewässern als Wärmequelle richtet sich in erster Linie an Unternehmen mit einem Wärmeversorgungsauftrag. Das können klassische EVU´s, Stadtwerke aber auch private Initiativen sein, welche durch Realisierung von Wärmepumpenprojekten Verbrauchern Wärme zu Heizzwecken zur Verfügung stellen. Dem ILK Dresden ist es nach mehrjähriger Vorbereitungszeit gelungen, im Jahr 2022 aus dem ILK heraus ein Startup Unternehmen zu gründen. Dieses Unternehmen, die AQVA Synergy GmbH hat sich zur Aufgabe gemacht, die Forschungs- und Entwicklungsergebnisse auf dem Technologiegebiet der Vakuum-Flüssigeiserzeugung zu kommerzialisieren. Für einen erfolgreichen Markteintritt der Technologie in den Anwendungen Gewässerthermie und technischem Schnee sind Referenz- und Demonstrationsanlagen notwendig. Aktuell wird ein solches Projekt zur Erschließung von Oberflächengewässern zur Wärmegewinnung am Standort „Überseeinsel Bremen“ umgesetzt. Der Vakuumeiserzeuger für dieses Projekt und das notwendige Engineering wird vom ILK geliefert bzw. geleistet. Die Akquise und Abwicklung weiterer Referenzprojekte liegt zukünftig bei der AQVA Synergy GmbH. Für einen Übergangszeitraum von mindestens fünf Jahren werden wesentliche Bestandteile der Vakuumeiserzeuger weiterhin vom ILK geliefert. Entsprechend der Unternehmensentwicklung der AQVA Synergy GmbH werden die Anteile an den Projekten zur Vakuumeiserzeugung wachsen.
