Merkmale

Eine Lösung zur Wärmerückgewinnung und verbesserten Leistung

Dieses neue Konzept stellt eine Revolution in der Wärmerückgewinnung dar und ist mehr als eine echte Alternative zu herkömmlichen adiabatischen Systemen. Durch die Verwendung von zwei Kreisläufen in Mikrokanal-Wärmetauschern (MCHX) kann eine zusätzliche Kühlflüssigkeit dazu beitragen, die Einlasslufttemperatur zu senken und einen Teil der ansonsten vollständig an die Atmosphäre abgegebenen Wärme zurückzugewinnen. Diese Technologie steigert nicht nur die Leistung von Kühlern und Kondensatoren, sondern stellt auch eine warme Wärmequelle bereit, die in vielen Anwendungen genutzt werden kann.

Multi System Dual Flow working principle.

Eine gültige Alternative zu adiabatischen Systemen

Bei heißem Wetter wird die Luft, die durch den vorderen Teil des Multiports strömt, durch die Sekundärflüssigkeit abgekühlt, wodurch die Wärmeübertragung durch den Rest des Rohrs gesteigert wird. Durch die Einleitung von Wasser in die Rohre in einem geschlossenen Kreislauf entsteht im Vergleich zu herkömmlichen adiabatischen Systemen kein Wasserverbrauch und dieses Konzept unterliegt keinen kritischen Hygienebedingungen, Wasseraufbereitung, Kernreinigung oder Korrosion.

Air Temperature along the tube width.

Eine neue Lösung zur Wärmerückgewinnung, kompakter und vielseitiger

Heutzutage werden allein in Europa 2.860 TWh/Jahr Wärme in die Atmosphäre abgegeben [1], was fast der gleichen Menge an Wärmeenergie entspricht, die für Raumheizung und Warmwasser verwendet wird. Auf der anderen Seite des Atlantischen Ozeans produzieren die USA jährlich 43·109 GJ (11.944 TWh) Abwärme über 30 °C [2]. Da erwartet wird, dass der globale Kältemaschinenmarkt von 2022 bis 2029 mit einer jährlichen Wachstumsrate von 3 % wachsen wird [3], ist es wahrscheinlicher, dass diese Zahl in den nächsten Jahren steigen wird. Mit dem Ziel, die globale Erwärmung und Dekarbonisierung zu bekämpfen, wird die Wärmerückgewinnung im Bereich der industriellen Heizungs-, Lüftungs- und Klimatechnik daher unerlässlich.

Reverse Carnot cycle

Typischerweise werden in HVAC&R-Anwendungen Plattenwärmetauscher vor Kondensatoren und Kühlern eingesetzt, wodurch der Anlage eine zusätzliche Komponente zur Wärmerückgewinnung hinzugefügt wird. Darüber hinaus kann der Plattenwärmetauscher bei Verflüssigungssätzen nur in der Enthitzungszone Wärme abführen und/oder er muss höher als der luftgekühlte Kondensator angebracht werden. Diese Komplikationen entfallen jedoch mit dieser integrierten Lösung, die kompakter als luftgekühlte Wärmetauscher und vielseitiger als wassergekühlte ist.

Berechnungen und Tests

Dank der jahrelangen Studien, die mit Unterstützung der Universität Udine durchgeführt wurden, ist ThermoKey in der Lage, genaue Berechnungen für dieses Gerät bereitzustellen. Basierend auf CFD-Simulationen ist unsere Berechnungsmaschine in der Lage, Ergebnisse zu liefern, die mit den in zertifizierten Laboren durchgeführten Experimenten übereinstimmen. Die Analyse zeigt, dass die Kapazität je nach Arbeitsbedingungen um mehr als 50 % steigen kann, wodurch wir die erforderlichen Einheiten oder die Wärmetauschergröße um 32 % reduzieren können. Zudem kann die Lüftungsleistung und der damit verbundene Lärm um 10 dB(A) reduziert werden.

Größen-/Gewichtsreduzierung

Kapazitätserhöhung / Anzahl Reduzierung der Einheiten

Entlüften. Leistungsreduzierung / Geräuschreduzierung

Tests wurden in zwei anderen Laboren durchgeführt und zeigten die folgenden Ergebnisse:

  • Der erste Test wurde bei konstanter Kondensationstemperatur durchgeführt und zeigte eine um 51 % höhere Kapazität;
  • die zweite wurde durchgeführt, um eine konstante Kapazität zu erreichen oder die Leistung eines Kühlers durch Senkung der Verflüssigungstemperatur um 5 K zu verbessern.

Test facility of Eurac Research heat pump laboratory

Anwendung

Prozesskühlung, Kühlung und Rechenzentren benötigen das ganze Jahr über immer Kühlleistung, wohingegen Kältemaschinen hauptsächlich in den heißen Jahreszeiten in Betrieb sind, in denen gleichzeitig Kälte und Wärme benötigt werden. Die Technologie von MSDF ermöglicht Flexibilität und Feinabstimmung des Betriebspunkts je nach Anforderung.

Während auf neue Richtlinien zum Anschluss dieser Maschinen zur Wärmerückgewinnung an Büros und Wohnräume gewartet wird, stellt die Kühlung die wichtigste Anwendung dieses Produkts dar. Tatsächlich wird Wärmeenergie benötigt, um Verdampfer abzutauen, und MSDF-Verflüssigungssätze sind in der Lage, ein warmes Kühlmittel bereitzustellen, das größtenteils kostenlos ist.

Bitte senden Sie uns eine Anfrage mit Ihren Anwendungsfallbedingungen und wir helfen Ihnen dabei, die beste Lösung für Ihre Anforderungen zu finden.

sales@thermokey.com oder Ihr Referenzgebietsleiter

Diese patentierte Technologie des Multi System Dual Flow, ebenfalls weltweit zum Patent angemeldet, wird durch ein strukturiertes Portfolio an IP-Rechten unterstützt.

 

References
  1. D. Connolly, . B. V. Mathiesen, P. A. Østergaar, B. Möller, S. Nielsen, H. Lund, U. Persson, S. Werner, J. Grözinger, T. Boermans, M. Bosquet and D. Trier, „Heat Roadmap Europe 2: Second Pre-Study for the EU27,“ Department of Development and Sustainable Energy Planning Research Group, Aalborg University, 2013.
  2. A. S. Rattner and S. Garimella, „Energy harvesting, reuse and upgrade to reduce primary energy usage in the USA,“ Energy, vol. 36, no. 10, pp. 6172-6183, 2011.
  3. Exactitude Consultancy, „Chillers Market by Type, Power Range, and End User and Region, Global trends and forecast from 2022 to 2029,“ 2022.