Entwicklung einer energieeffizienten Eisbreianlagentechnologie

ZIM-Forschungsprojekt in Kooperation mit dem Unternehmen Kälte Eckert GmbH aus Markgröningen.

Projekthintergrund

Eisbrei wird unter anderem zur Kochkesseltemperierung in Großküchen eingesetzt. Hierbei wird der Kälteträger meist mit einem sogenannten Kratzverdampfer hergestellt und in einen Speichertank gepumpt. Von diesem wird er zur Temperierung an die Kochkessel weitergeleitet und nimmt Wärme auf. Die Rücklauflauftemperatur beträgt bis zu 80 °C. Eine direkte Rückführung in den Speichertank wäre unwirtschaftlich, da die hohe Rücklauftemperatur des Fluids den im Tank gespeicherten Eisbrei aufschmelzen würde (Temperatur beträgt im Tank ca. -10 °C).
Eine weitere Verbesserung wird in der Durchmischung des Eisbreitanks angestrebt. Aufgrund der Gefahr des „Einfrierens“ muss der Eisbreitank ständig durchmischt werden. Durch eine aufeinander abgestimmte Rühr- und Tankgeometrie sowie die Positionierung des Rührwerkes verspricht man sich enorme Energieeinsparungen und somit eine deutliche Senkung der bisweilen immer noch sehr hohen Betriebskosten.

Prüfstand

Ein transparenter Kunststofftank soll es ermöglichen das Strömungsverhalten sowie die Eispartikel-verteilung mit dem bloßen Auge beobachten zu können. Ausgestattet mit Messtechnik (Temperatursensoren, Dichtesensoren, Leistungsaufnehmer usw.) in und um den Eisbreitank werden verschiedene Rührerformen und somit verschiedene Durchmischungen getestet, sowie die zeitgleiche Simulation (CFD) verifiziert. Zusätzlich besitzt der Tank verschiedene Anschlussstutzen zum Be- und Entladen. Hierdurch kann vor allem der Einfluss des einströmenden Eisbreis variiert werden. Weitere sieben Entnahmestellen dienen der Eisbrei-Beurteilung an unterschiedlichen Tankpositionen. Der schematische Aufbau des Versuchstanks ist im nachfolgenden Bild visualisiert.

Prüfstand

Projektziel

Das Forschungsprojekt zielt auf eine deutliche Reduzierung des Energiebedarfs der Betriebskosten, welche den Einsatz von Eisbreianlagen (einem natürlichen und umweltfreundlichen Kälteträger) weiter vorantreiben soll. Schlüsselfaktoren hierbei sind die Speicherung, die Durchmischung und die Sicherstellung der benötigten Eiskonzentration im Tank des Kälteträgers für den aufgabenbezogenen Anwendungsfall.