Verblockungsverhalten von Flüssigeis in Plattenwärmeübertragern

摘要

Für Kälteverteilsysteme wird im Zuge der Energiewende ein effizienter und umweltfreundlicher Betrieb in dezentraler Form immer wichtiger. Eine Möglichkeit diese Anforderungen zu erfüllen, liegt in der Verwendung von Flüssigeis (Eisslurry) als Kältespeicher- und trägermedium. Das Strömungsverhalten von Flüssigeis bzw. Eisbrei wird durch zahlreiche Einflussfaktoren (Stoff- und Systemparameter) bestimmt, sodass nur mit einem hohen experimentellen Aufwand schlüssige Zusammenhänge fundiert herausgearbeitet werden können. Ziel der Arbeit ist es, eine Systematik zu entwickeln, um das Durchströmungsverhalten am Beispiel von Plattenwärmeübertragern unter Beaufschlagung von Flüssigeis innerhalb eines Speicherentladezyklus bewerten und vergleichen zu können. Durch Variation bekannter Einflussfaktoren wurden Verblockungserscheinungen an einem Wärmeübertragerprüfstand experimentell provoziert und anhand einer Differenzdruckmessung detektiert. Den Schwerpunkt bildete die Umsetzung eines Auswertungsalgorithmus in einer MATLAB-Umgebung, mit dem es ermöglicht wird, die anfallenden Datenmengen automatisiert verarbeiten zu können. Durch eine systematische Analyse generierter Messdaten wird die Sensitivität ausgewählter Einflussfaktoren und deren Abhängigkeiten auf die Differenzdruckentwicklung quantifiziert und dargestellt. Der entwickelte Algorithmus liefert eine wichtige Grundlage zur Erarbeitung eines verbesserten Systemverständnisses.