Projekt "ImpactGas"

EnOB: ImpactGas - Einfluss freier und gelöster Gase auf die Effizienz von Komponenten der Wärme- und Kälteversorgung

Vorläuferprojekt: Solarthermie2000plus: Entgasung von Solarkreisläufen und Bestimmung der zur Auslegung erforderlichen Stoffdaten

Poster zum 33. Symposium Solarthermie und innovative Wärmesysteme 2023 im Kloster Banz

Poster zur EuroSun 2022 in Kassel

Projektleitung und -koordination:	Dr.-Ing. Karin Rühling
Finanzierung:	BMWi (FKZ 03EN1001A)
Verbundprojekt-Partner: .	Fraunhofer Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM, Institutsteil Dresden (IFAM-DD) Hochschule Zittau/Görlitz (HSZG) Fakultät Maschinenwesen Fachgebiet Technische Thermodynamik
Laufzeit:	07/2019 - 06/2022
Kontakt:

Abschlussbericht

Kurzbeschreibung

Der auslegungsgemäße Einsatz von Anlagen der Wärme- und Kältebereitstellung sowohl im Bestand als auch bei Neuinstallationen ist entscheidend für eine kosten- und energieeffiziente Deckung des Bedarfs. Diese Anlagen enthalten Flüssigkeitskreisläufe mit Wärmeträgern, welche den Energietransport gewährleisten. Gelöste bzw. freie Gase in diesen Wärmeträgerflüssigkeiten können die Effizienz der Wärmeübertragung verringern. Auch die hydraulische Funktionalität sowie Mess- und Regelfunktionen können infolge unterschiedlicher Effekte gestört und im Extremfall ganz unterbunden werden. Die Minimierung der durch eingeschlossene Gase indizierten Effekte verspricht ein enormes Potenzial zur Erhöhung der Anlageneffizienz, der Verringerung des Aufwandes für Wartung und Instandhaltung sowie zur Erhöhung der Anlagenverfügbarkeit von der ersten Betriebsstunde an!
Relevante Gase sind dabei Sauerstoff O₂ und Stickstoff N₂ sowie Kohlenstoffdioxid CO₂ (Erdwärmesonden) und Methan CH₄ (Niedertemperatursysteme). Die Wirkungen auf Strömungsverhältnisse und Wärmeübergang in den Hauptkomponenten dieser Systeme und die damit verbundenen Effizienzeinflüsse sind bisher nicht quantifizierbar und sollen daher im Vorhaben untersucht werden.
Eine Anlage, die sich auch in der Praxis entsprechend der Auslegungsparameter verhält, kann die Versorgungsaufgabe bei vorausberechneten Werten für Primärenergieeinsatz und Treibhausgasemissionen zuverlässig und damit kostenoptimal erfüllen. Bei bestimmten Gasgehalten in der Flüssigkeit ist dies oft nicht gegeben. Es ist daher ein maßvoller Einsatz von Entgasungstechnologie anzustreben und zu prüfen, ob dieser zusätzliche Investitions- und Wartungsaufwand gerechtfertigt ist.

Daher soll das Vorhaben eine umfassende Betrachtung des Einflusses von freien und gelösten Gasen in flüssigen Wärmeträgern auf die Effizienz wärmetechnischer Komponenten im Einzelnen und deren Zusammenspiel in wärme- und kältetechnischen Systemen geben sowie Grenzgasgehalte identifizieren.

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