Hochschule Karlsruhe – Technik und Wirtschaft

Entwicklung eines energetisch und wirtschaftlich optimierten Verfahrens zur Herstellung des Kälteträgers Eisbrei

Der Kälteträger Eisbrei (Ice Slurry) ist eine Mischung aus Wasser, kleinen Eispartikeln (0,01 ‑ 0,5 mm) und ggf. einer gefrierpunktserniedrigenden Substanz, wie z.B. Ethanol, Glykol oder Salz. Eisbrei ist ein umweltfreundlicher Kälteträger mit einer bis zu 6x höheren Energiedichte im Vergleich zu flüssigem Wasser. Dadurch lassen sich die Rohrdimensionen deutlich verringern. Außerdem zeigt Eisbrei einen bis zu 50 % höheren Wärmeübergang als reines Wasser. Die Pumpenleistung ist dadurch um den Faktor 8 niedriger als bei flüssigen Wasser/Glykol-Gemischen. Durch den Einsatz von Eisbrei als Kälteträger lassen sich die Energiekosten von indirekten Kälteanlagen deutlich senken.

Nun ist jedoch die Eisbrei-Erzeugung bisher ineffizient und zu energieintensiv. Um den Einsatz von Eisbrei als umweltverträglichen Kälteträger für die Industrie interessant zu gestalten, wird in diesem Projekt einer Methode zur Eisbrei-Erzeugung mit optimierten Investitions- und Betriebskosten entwickelt werden.

Die Wissenschaftlichen Arbeitsziele des Forschungsvorhabens umfassen:

1. Eine experimentelle Untersuchung zum Einfluss von Eiskristallen auf die für die Eiserzeugung erforderliche Wandtemperatur eines Wärmeüberträgers.

2. Eine experimentelle Untersuchung des Einflusses der Material- und Oberflächenbeschaffenheit auf die für eine dauerhaft eisfreie Oberfläche nötige Wandtemperatur eines Wärmeüberträgers.

3. Die Entwicklung von mathematischen Modellen zu den o. g. Untersuchungen.

Die technischen Arbeitsziele des Forschungsvorhabens umfassen:

1. Die Umsetzung der Erkenntnisse in ein Gebrauchsmuster.

2. Die Beurteilung der am Gebrauchsmuster notwendigen Anpassungen zur Vorserienreife.