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Informationen für:

Fakultät Technik und Informatik
Department Maschinenbau und Produktion
Fakultät Technik und Informatik
Institut für erneuerbare Energien und energieeffiziente Anlagen

Institut für erneuerbare Energien und energieeffiziente Anlagen - Zentrum für Energietechnik

Vollklimaanlage
© v. Stryk

Vollklimaanlage

Vollklimaanlage der Firma AL-KO, Anlage mit integrierter Kälteanlage und Dampfbefeuchter. Die Kälteanlage wird mit R134a, R407C oder ähnlichem handelsüblichen Kältemittel gefahren.
Über das Gerät mit den Funktionen Heizen, Kühlen, sowie Be- und Entfeuchten können sämtliche Zustände im h-x-Diagramm gefahren werden. Für die Realisierung dieser Anforderung sind folgende Bauteile im Gerät notwendig: Filter, Vorerhitzer, Kühler (Verdampfer), Nacherhitzer, Dampfbefeuchter, Ventilator. Zur Umsetzung einer von anderen Versuchsständen unabhängigen Fahrweise der Anlage soll das Gerät mit einer integrierten Kältemaschine auf Splitbasis ausgerüstet werden. Für die technische Machbarkeit ist ein zusätzliches Abluftgerät notwendig, da der Kondensator inkl. Verdichter nur auf der Abluftseite (hoher Wärmeanfall) untergebracht werden kann.

Das Gerät benötigt einen zusätzlichen Außen- bzw. Fortluftanschluss. Folgende technische Daten werden von der Anlage realisiert:
Auslegung für Vor-Nacherhitzer: -10°C, ca. 90% bis 22°C
Auslegung für Kühler: 29°C, ca. 60% bis ca. 7°C / ca.100%
Auslegung Dampfbefeuchter: bis 50% bei ca. 20°C

Die aktuellen Istzustände bei Betrieb der Anlage wie Temperatur, Feuchte, Druck, Durchflussmenge
im Register, Pumpenleistung etc. stehen als Daten für die Auswertung zur Verfügung.

Absorptionskälteanlage
© v. Stryk

Absorptionskälteanlage

Die Absorptionskälteanlage Typ WEGRACAL SE 15 wurde speziell für die Nutzung von Solarenergie
entwickelt. Sie nutzt die Wärmeenergie der Sonne, die in Kollektoren eingefangen und in einem
Speicher gesammelt wird. Die gespeicherte Wärme wird dann von der Absorptionskältemaschine zur
Kälteerzeugung genutzt.
Die Anlage besteht aus den inneren Kreisläufen zur Kälteerzeugung und den äußeren Kreisläufen zur
Medienversorgung (Kühl-. Kalt- und Heizwasser). Die inneren Kreisläufe sind für die Kälteerzeugung
erforderlich und werden in Kältemittelkreislauf und Lösungskreislauf unterteilt.
Der Kältemittelkreislauf ist der eigentliche Kälteerzeugungsteil. Im Lösungskreislauf findet eine
thermische Verdichtung statt. Der Lösungskreislauf übernimmt die Funktion des Verdichters einer
Kompressionskälteanlage. Die äußeren Kreisläufe sind die zum Betrieb der Kälteanlage erforderlichen Hilfskreisläufe.

Zeolithspeicher
© v. Stryk

Zeolithspeicher

Thermische Energiespeicher
© v. Stryk

Thermische Energiespeicher

Thermische Energiespeicher - Latentwärmespeicher, sensible Wärmespeicher

Labor für Kolbenmaschinen

Die im Labor für Kolbenmaschinen durchgeführten Tätigkeiten umfassen Forschung und Entwicklung sowie Lehre.

1. Für die Lehre werden begleitende Laborversuche zu folgenden Vorlesungen angeboten:  

  • Bachelor:            Kolbenmaschinen (KoM) und Thermo- und Fluiddynamik (TFD)
  • Master:               Energieeffiziente Antriebe (EEA), Systemdynamik/Simulation (SysD)

Den größten Umfang haben die Laborversuche für KoM und EEA.

Hier werden beispielsweise:

  • Motorkennfeldmessungen, wobei die Abgasemissionen und der Kraftstoffverbrauch im Vordergrund stehen
  • Wärmebilanzen
  • Indizierung der Zylinder, Ansaug- und Abgasrohren mit den anschließenden thermodynamischen Auswertungen
  • Untersuchung der instationären Strömungsvorgänge in den Ansaugrohren
  • Versuche mit alternativen Kraftstoffen, Oktanzahl-Bestimmung der eingesetzten Kraftstoffen u. s. w.durchgeführt.

2. Im Rahmen der FuE-Tätigkeiten werden Laborversuche organisiert, die die folgenden Forschungsgebiete umfassen:

Modellierung und Simulation der innenmotorischen Prozesse. Hier wurden insbesondere die Ladungswechselprozesse in verschiedenen Varianten modelliert und simuliert, wobei dafür sogar auch neue originelle theoretische Methoden entwickelt wurden. Im Labor werden insbesondere Vergleichsmessungen zur Validierung dieser Modelle durchgeführt.

Entwicklung von echtzeitfähigen Modellen für den Einsatz in Motorsteuergeräte. Hier wurden echtzeitfähige Modelle

  • für instationäre Lambda-Regelung  
  • zur Rückbestimmung der Druckverläufe aus allen Zylindern durch die Analyse der Ungleichförmigkeit der Kurbelwellenumdrehung, um Diagnose und Steuerung und Regelung des Motors (bis 12-Zylinder V-Motoren) zu ermöglichen
  • für instationäre simultane Regelung des Ladedruckes und der zurückgeführten Abgasrate anhand von nichtlinearen modelgestützten Prädiktivkontrollern (NMPC)

Diese Modelle wurden in Software-in-the-Loop (SIL) bzw. Hardware-in-the-Loop getestet und zum Bypassing oder zum Ersetzen der Motorsteuergeräte eingesetzt.

Entwicklung von Lösungen zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und somit des CO2-Ausstoßes. Dabei wurden und werden folgende Lösungsansätze erfunden, entwickelt, konstruiert, implementiert und getestet:

  • Ein Kurbeltrieb mit variabler Verdichtung wurde in einem Kolbenkompressor implementiert und getestet.
  • Ein asymmetrischer Kurbeltrieb (mit langen Hüben für Expansion und Ausschieben und kurzen Hüben für Kompression und Ansaugen) und mit variabler Verdichtung zur realen Implementierung des Atkinson-Zyklus wird derzeit entwickelt.
  • Ultra-Downsizing von Otto- und Diesel-Motoren als Strategie zur gleichzeitigen Erhöhung der thermodynamischen Effizienz (und somit zur Senkung des Kraftstoffverbrauchs) und der spezifischen Leistung durch den Einsatz des asymmetrischen Kurbeltriebs und der Hochdruck-Turboaufladung wird derzeit für den ersten Prototypen-Einsatz vorbereitet. Vortrag Prof. Gheorgiu Juni 2013 

Entwicklung einer Lösung zu Reduzierung und Kontrolle des Rußausstoßes. Dafür wurde ein Ruß- und Partikel-Sensor erfunden, patentiert und in vielen Varianten entwickelt, konstruiert und getestet. Der entwickelte Sensor kann sowohl zur Onboard-Überwachung (OBD) von Rußpartikelfilter als auch – wegen seiner kurzen Reaktionszeit - zur Messung (OBM) und Kontrolle im geschlossen Kreis des Rußausstoßes eingesetzt werden. Vortrag Prof. Gheorgiu November 2012

Letzte Änderung: 25.09.19

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