Thermische Energiespeicher
Das Keylab „Thermische Energiespeicher“ führt die Kompetenzen des ZET im Bereich der Speicherung latenter und sensibler thermischer Energie zusammen. Es stehen zahlreiche eigene Aufbauten zur Untersuchung von Speicherprozessen und -systeme in verschiedenen Größenordnungen zur Verfügung.
Keylab-Leiter:
Prof. Dr.-Ing. Dieter Brüggemann
Keylab Wissenschaftler:
Hier finden Sie eine Übersicht der Geräte im Keylab Thermische Energiespeicher:
- Makroverkapselter LaborspeicherEinklappen
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Der Laborspeicher hat ein Volumen von ca. 34 Liter und kann mit Makrokapseln unterschiedlicher Geometrie bestückt werden. Die Strömungsverteilung im Behälter ist durch eine transparente Speicherwandung und die verbauten Strömungsleitbleche für unterschiedliche Kapseln optimierbar. Die verbaute Temperaturmesstechnik ermöglicht durch bis zu 32 Messstellen auf unterschiedlichen Ebenen detaillierte Untersuchungen zum Be- und Entladeverhalten des Speichers. Ein Thermoöl-Kreislauf erlaubt den Betrieb zwischen Umgebungstemperatur bis 150 °C bei Durchflüssen von etwa 1 bis 10 kg\min.
- Makroverkapselter ValidierungsspeicherEinklappen
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In diesem Teststand kann das Aufschmelzverhalten von bis zu drei mit Phasenwechselmaterial gefüllten – etwa Tennisball großen – Makrokapseln verschiedener Form untersucht werden.
Neben der visuellen Beobachtung stehen auch Temperatursensoren im Wärmeträgerfluid und den Kapseln zur Verfügung.
Besonderes Merkmal des Teststandes ist die Möglichkeit gleichzeitig
- die Wärmeübertragung vom Wärmeträgerfluid auf die Kapselwand,
- die Wärmeleitung in der Kapselwand und
- die Wärmetransportvorgänge im Inneren der Kapsel analysieren zu können.
Dies ist besonders wichtig bei der Validierung numerischer Modelle die zur Optimierung von Kapselgeometrien oder zur Simulation eines vollständigen Speichers eingesetzt werden. Untersuchungen an diesem Teststand sind zudem Teil des Praktikums der Vorlesung thermische Energiespeicher.
- Hochtemperatur-WärmepumpeEinklappen
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Die thermische Leistung der Hochtemperatur-Wärmepumpe liegt bei 20 kW. Die Wärmepumpe ist in der Lage eine Vorlauftemperatur bis 95 °C bereitzustellen. Als Arbeitsmedium wird ein umweltfreundliches und nicht brennbares Kältemittel eingesetzt. Durch die Messung der relevanten Betriebsparameter (Druck, Temperatur und Volumenstrom) ist eine vollständige thermodynamische Analyse der Anlage möglich. Durch die Kopplung mit einem thermischen Laborspeicher und der Möglichkeit steuerungstechnischen Vorgabe der thermischen Leistung können darüber hinaus Systemuntersuchungen im Kontext von Power-to-Heat-Konzepten durchgeführt werden.