Plattenwärmeübertrager für Flüssigeis Vermessung und Analyse kommerziell verfügbarer Apparate

摘要

Mit zunehmendem Einsatz erneuerbarer Energien rückt auch im Bereich der Kälte- und Klimatechnik die Frage nach einer effizienten Energiespeicherung in den Vordergrund. Flüssigeis (Eisbrei, engl. Ice Slurry) stellt aufgrund der nutzbaren Schmelzenthalpie und der daraus resultierenden, hohen spezifischen Wärmekapazität ein interessantes Speichermedium dar. Die Aufrechterhaltung der Pumpfähigkeit erlaubt gegenüber klassischen Blockeis den gleichzeitigen Einsatz als Kälteträger und bietet darüber hinaus verbesserte Wärmeübergangseigenschaften. Diese und weitere Vorteile von Flüssigeis werden bislang im Industriemaßstab nicht vollumfänglich genutzt. Der Mangel an geeigneten Wärmeübertragern und deren Auslegung, als auch die Kenntnis zur Integration dieser in ein prozesssicheres Gesamtsystem, stellen ein Hindernis dar. In dieser Arbeit wurden kommerziell verfügbare Plattenapparate systematisch ausgewählt und experimentell unter Variation verschiedener Einflussparameter vermessen. Im Vordergrund der Arbeiten stand die methodische Bewertung der prozesssicheren Durchström-barkeit durch Analyse des Druckverlustes in Abhängigkeit des beaufschlagten Eisanteils. Die thermodynamische Bewertung der Apparate bzw. variierter Einflussfaktoren erfolgt durch die Analyse gemessener Wärmedurchgangskoeffizienten. Trotz des stochastischen Verhaltens liefern die Ergebnisse interessante Erkenntnisse, u.a. zur prozesssichereren Betriebsweise der Apparate. Die gewonnenen Ergebnisse werden zusätzlich mit bisherigen Literaturdaten verglichen und diskutiert.