Institut für Luft- und Kältetechnik gGmbH – ILK


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Geförderte Projekte: 61


Hocheffiziente Mehreffekt-Wärmübertrager für die Destillation


Effekt-MED-Versuchsanlage ILK Dresden
Effekt-MED-Versuchsanlage ILK Dresden

Projektidee

Das Ziel des Vorhabens war es, kostengünstige, effiziente und kompakte Mehreffekt-Plattenwärmeübertrager zu entwickeln, die vorrangig in kleinen dezentralen thermischen Meerwasserentsalzungsanlagen ihre Verwendung finden, jedoch auch für weitere Einsatzzwecke einsetzbar sind. Das Hauptaugenmerk bei der geplanten Entwicklung lag in der innovativen Integration von mehreren Einzelwärmeübertragern auch unterschiedlicher Funktion zu einem jeweiligen Mehreffekt-Wärmeübertrager bei gleichzeitiger Verwendung gleicher Plattengeometrie und deutlich besserer Ausnutzung der Plattenfläche zur effizienten Wärmeübertragung. Hierdurch werden Kosten, Gewicht und Bauraum reduziert.

Kundennutzen

Im Projekt wurden Mehreffektwärmeübertrager vom Typ Mehreffektstartverdampfer, Quattroeffekt und Mehreffektendkondensator entwickelt, aufgebaut und getestet. Durch die neue Wärmeübertragerplattengeometrie wurde die nutzbare Fläche zur Wärmeübertragung um 25 % gesteigert. Durch die Integration von Effektwärmeübertragern in den Startverdampfer bzw. den Endkondensator kann eine hocheffiziente Meerwasserentsalzungsanlage mit insgesamt zehn Effekten mit nur drei Apparaten (Wärmeübertragern) realisiert werden. Dadurch wird eine kompaktere Anlagengestaltung möglich und die Herstellungskosten werden gesenkt. Die erzielten Ergebnisse zeigen, dass mit der hier entwickelten Anlagentechnologie einer kleinen dezentralen wärmegetriebenen MED-Anlage mit dem Mehreffektwärme-übertragern unter Berücksichtigung aller gewonnener Erkenntnisse technisch einer erfolgreichen Markteinführung über erste Prototypanlagen nichts im Wege steht.

Ausblick

Die aktuellen Marktanalysen zeigen einen stetigen Bedarf an Kapazitäten zur Meerwasserentsalzung. Die Entsalzung von Meer- und Brackwasser hat in den letzten 50 Jahren zunehmend an Bedeutung gewonnen. Auf technischer Seite verteilt sich der Markt auf etwas über 50 % kraftwerksgekoppelte thermische Anlagen und etwas unter 50 % Umkehrosmoseanlagen jeder Größe. Bei den thermischen Anlagen dominieren große Anlagenbauer aus Italien, Frankreich und Großbritannien. Die Anlagen der Umkehrosmose werden überwiegend von mittelständischen Unternehmen installiert. Die eigentlichen Umkehrosmose-Membranen werden jedoch nur von wenigen Großunternehmen aus USA und Japan hergestellt. Die Mehreffekt-MED-Anlage kommt hierbei für einen Teil des Marktes in Frage, insbesondere für Anwendungen mit dezentraler Stromerzeugung und solarthermische Anlagen. Hinzu kommen Anwendungen in der Industrie, wenn mit industrieller Abwärme gearbeitet werden kann.
Mit den Mehreffektwärmeübertragern von 25 kW kann eine MED-Anlage mit einer Tagesleistung von ca. 7 m³ Destillat aufgebaut werden. Eine Erhöhung der Wärmeübertragerleistung auf 35 kW ermöglicht den Aufbau einer MED-Anlage mit einer Destillattagesproduktion von 10 m³. In den bisherigen Kontakten mit Interessenten wurden die 10 m³/d-Anlagen als kleinste Baueinheit angefragt.
Die gewonnnen Erkenntnisse fließen zudem in Wärmeübertragerentwicklungen für die Absorptionskältetechnik und die Flüssigeistechnologie ein.

Stand: 19.01.2016
Projektdaten aktualisiert: 06.12.2015

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