Ziel der Entwicklung
Für Wasser-Lithiumbromid-Absorptionskälteanlagen werden eine kompaktere Bauform und eine Reduzierung der Herstellungskosten angestrebt. Ziel des Projektes war es deshalb, asymmetrische Plattenwärmeübertrager, welche für die Bedingungen in Wasser-Lithiumbromid-Absorptionskälteanlagen als Absorber, Generator, Verdampfer und Kondensator eingesetzt werden können, für größere Leistungen zu entwickeln. Arbeitsinhalte des Projektes waren die Anpassung der Fertigungstechnologie und der Plattengeometrie für Wärmeübertragerplatten hinsichtlich der Verwendbarkeit in Plattenwärmeübertragern mit hoher Plattenanzahl (>100 Platten), die Herstellung größerer, funktionstüchtiger und vakuumdichter asymmetrischer Plattenwärmeübertrager sowie die Erprobung des Einsatzes der Asymmetrischen Plattenwärmeübertrager mit hoher Plattenanzahl in Wasser-Lithiumbromid-Absorptionskälteanlagen höherer Kälteleistung (größer 100 kW) durch Aufbau, Test und Vermessung einer Versuchsanlage.
Vorteile und Lösungen
Der Wasserdampf (Kältemittel R718) in Wasser-Lithiumbromid-Absorptionskälteanlagen erfordert zur Vermeidung von Druckverlusten große Dimensionen in der Strömungsführung. Folglich kamen bisher fast ausschließlich Rohrbündelwärmeübertrager aus Kupferrohren in diesen Anlagen zur Anwendung. Asymmetrische Plattenwärmeübertrager besitzen für die zwei wärmaustauschenden Medienströme unterschiedliche Kanalhöhen, für das externe flüssige Medien mit höheren Strömungsgeschwindigkeiten eine kleine Kanalhöhe und für das Zweiphasengemisch aus Lösung und Wasserdampf im Vakuum eine große Kanalhöhe. Damit ergeben sich für die Medien auf beiden Seiten angepasste Strömungs- und folglich Wärmeübergangsbedingungen. Für die Fertigung der Plattenwärmeübertrager mit höherer Plattenanzahl mussten einige Fragen der Materialstabilität, der Formbeständigkeit, der Druckfestigkeit, der Plattenfixierungen und der Lötprozedur geklärt werden. Da die Plattenwärmeübertrager maschinell hergestellt werden können, sehr kompakt sind und die Wärmeübertragerflächen nicht aus Kupfer bestehen, sind die Wärmeübertrager zudem kostengünstiger. Somit können Baugröße und Kosten von Wasser-Lithiumbromid-Absorptionskälteanlagen erheblich reduziert werden.
Zielgruppe und Zielmarkt
Anvisierte Einsatzgebiete der Entwicklung sind:
- Einsatz in Wasser-Lithiumbromid-Absorptionskälteanlagen mit einer Leistung bis max. 400 kW für die thermische Kälteerzeugung. - Einsatz als Verdampfer und Kondensator in Adsorptionskälteanlagen. - Einsatz als Verdampfer und Kondensator in anderen Kälteanlagen mit Wasser als Kältemittel.- Einsatz als Kondensator und Kühlfalle in Vakuumeiserzeugungsanlagen.- Einsatz als Verdampfer in der thermischen Wasseraufbereitung und Abwasserbehandlung. - Einsatz als Verdampfer beziehungsweise Rieselfilmapparat in der chemischen Prozessindustrie.
- Einsatz als Rieselfilmapparat bei niedrigen Temperaturen in der Lebensmittelindustrie zum Beispiel Konzentrator, Eindampfer. Marktpotentiale für den Einsatz der speziellen Plattenwärmeübertragern bestehen in thermisch angetriebenen Kälteanlagen, Ab- und Adsorptionskälteanlagen. Darüber hinaus werden auch Marktpotentiale in Anwendungsgebieten jenseits der Kälteerzeugung gesehen, zum Beispiel in der Wasseraufbereitung und der chemischen Prozessindustrie.
