Einfluss freier und gelöster Gase auf die Effizienz von Komponenten der Wärme und Kälteversorgung

Allgemeine Informationen

Projektnummer	62135207
Projekttitel laut Förderbescheid	EnOB: ImpactGas - Einfluss freier und gelöster Gase auf die Effizienz von Komponenten der Wärme und Kälteversorgung
Akronym	ImpactGas
Projektlaufzeit	01.07.2019 - 30.06.2022
Forschungsschwerpunkt	Energie und Umwelt
Projektkategorie	Forschung
Zuordnung
Kompetenzfeld	Energie und Umwelt
Grundeinheit	Fakultät Maschinenwesen

Inhaltliche Projektbeschreibung

Dezentrale Systeme zur Wärme- oder Kälteversorgung wie z.B. Heizungs-, Klima-, solar- oder geothermische Anlagen verwenden flüssige Medien als Wärmeträger, vorzugsweise Wasser oder Wasser/Glykol. Wasser ist ein gutes Lösungsmittel für verschiedene Gase und daher besteht die Gefahr, dass diese bei Druck- oder Temperaturänderungen ausgasen und als sog. freie Gase (Gasblasen) in der Flüssigkeit verbleiben. Das Projekt ImpactGas versuchte mithilfe experimenteller Methoden die Frage zu beantworten, ob freie oder gelöste Gase in Wärmeträgerflüssigkeiten zu einer Beeinträchtigung des Betriebsverhaltens von Komponenten und Systemen der Wärme- und Kälteversorgung führen. Dazu wurde an der Hochschule Zittau/Görlitz eine komplexe Versuchsanlage entwickelt, mit der sowohl die Strömung und der Wärmeübergang in Rohren bei Auftreten freier Gase als auch das Betriebsverhalten typischer wärme- und strömungstechnischer Anlagenkomponenten untersucht werden konnte.

Ergebnisse

Als wichtigste Kenngröße zur Charakterisierung der Zweiphasenströmung wurde der Gasvolumenanteil bzw. Gasgehalt genutzt, der das Vorhandensein freier Gase in der Flüssigkeit in Vol.-% quantifiziert. Während in der Praxis Gasgehalte bis max. 5 Vol.-% zu erwarten sind erfolgten die experimentellen Untersuchungen bis zum doppelten Gasgehalt. Es zeigte sich, dass Strömungsdruckverluste in Rohren und auch durch Einbauten (z.B. ein Schrägsitzventil) prozentual etwa in der Größenordnung des Gasvolumengehaltes ansteigen mit den entsprechenden Auswirkungen z.B. auf die erforderliche Antriebsleistung von Umwälzpumpen. Die Wärmeleistung von Lamellenrohr- und Rohrbündel-Wärmeübertragern wird bei Gasgehalten bis 5 Vol.-% nur marginal beeinflusst, Druckverluststeigerungen fallen geringer aus, wenn die Wärmeübertragerrohre horizontal verlaufen. Ansammlungen freier Gase konnten in den untersuchten Wärmeübertragern nicht festgestellt werden.

Weitere Daten

• Ansprechpartner

  • Herr Prof. Jens Meinert (Projektleitung)
  • Frau Christine Borowski
  • Herr Christoph Ebermann
  • Herr Thomas Grabowsky
  • Herr Dr.-Ing. Sven Synowzik

• Fördermittelgeber

  • 03EN1001C - BMWi
  
  
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• Finanzierung

  • 234.983,00 €

• Schlagworte

  • Energieeffizienz
  • Freie Gase
  • Kälte- und Wärmeversorgung