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Forschungsbereich
Konstruktion und Auslegung

Heißdampfprüfstand

 

Seit geraumer Zeit beschäftigt sich der Forschungsbereich Konstruktion & Auslegung mit Systemen zur Rekuperation von Motorabwärme im Nutzfahrzeugbereich. Bisher lag das Hauptaugenmerk auf der Auslegung, Simulation und Konstruktion von Expansionsmaschinen zum Einsatz in mobilen Clausius-Rankine-Dampfkreisläufen (Abb. 1). Im Zuge dieser Tätigkeiten wurden verschiedene Hubkolben­dampf­expander bis zum Prototypenstatus gebracht, konnten jedoch mangels einer entsprechenden Testeinrichtung nicht im Haus auf ihre Funktion hin geprüft werden.

Schema des Dampfkreislaufes zur Abwärmerekuperation im Nutzfahrzeug

Das Ziel dieses Projektes mit dem Titel „Errichtung und Betrieb eines Heißdampfprüfstandes“ ist der Aufbau einer Prüfeinrichtung für unterschiedliche Komponenten eines Dampfkreislaufes für die Abwärmenutzung von Nutzfahrzeugmotoren.

Im Sinne einer Reduktion der Komplexität und einer Konzentration auf die zu prüfenden Kreislauf-Bauteile wird die Wärmequelle, welche im realen Fahrzeugbetrieb durch das Abgas der Verbrennungskraftmaschine bereitgestellt wird, im Versuch elektrisch dargestellt. Damit wird, statt des Abgasmassenstroms, Luft aufgeheizt, welche in weiterer Folge über Wärmetauscher das Betriebsmedium verdampft.

Der Dampfkreislauf ist modular aufgebaut, um maximale Flexibilität zu ermöglichen und nicht nur die Expansionsmaschine, sondern auch viele andere Kreislauf-Bauteile wie Verdampfer, Pumpe, Ventile oder Schaltelemente genauer untersuchen zu können.

Heißdampfprüfstand

Aufgrund der Vielzahl an für ORC-Systeme in Diskussion befindlichen Medien ist der Prüfstand sowohl auf den Betrieb mit Wasser als auch mit organischen Medien (wie z.B. Kältemittel und Alkohole) ausgelegt, was sicherheitstechnisch mit zusätzlichem Aufwand verbunden ist. Zur Vermessung von Expansionsmaschinen sind eine 4-Quadrantenbremse sowie Indiziersysteme verfügbar.