Zukunftsorientierte Wärmeübertragungstechnologien: Rippenrohre

Beschreibung

TEIL 1

Mit steigenden Strompreisen und strengeren Umweltanforderungen wird es immer wichtiger, industrielle Prozesse energieeffizient zu betreiben. Als energieintensive Branche ist die chemische Industrie von dieser Herausforderung besonders betroffen. Da Wärmeübertrager durch die Verwendung in Grundoperationen, zur Wärmeintegration und zur Kühlung sehr häufig in der chemischen Industrie eingesetzt werden, bietet ihre Optimierung großes Potenzial, Prozesse effizienter zu gestalten und somit Energie einzusparen. Dabei werden sie oft für die Kondensation und Verdampfung von Prozessströmen verwendet. Eine Möglichkeit die Wärmeübertragung in industriellen Prozessen zu verbessern, ist der Einsatz von innovativen Wärmeübertragerbauformen. Im Projekt InnovA4Mix wurden deshalb Kissenplatten- und Rippenrohr-Wärmeübertrager experimentell und theoretisch für den Einsatz mit Stoffen aus der chemischen Industrie untersucht.

Bereits im Vorgängerprojekt konnte gezeigt werden, dass durch die Verwendung von Kissenplatten oder Rippenrohren anstelle der etablierten Glattrohr-Wärmeübertrager deutlich höhere Wärmeübertragungsleistungen realisiert werden können. Aufgrund mangelnder Messdaten fehlte es jedoch weiterhin an belastbaren Methoden zur Auslegung dieser Bauformen für die chemische Industrie. Obwohl in der Industrie häufig Stoffgemische zum Einsatz kommen, gibt es nur wenige Messdaten zu deren Kondensations- und Verdampfungsverhalten, besonders in innovativen Wärmeübertragerbauformen. Die systematische Untersuchung des Wärmübergangs bei der Verdampfung und Kondensation von Reinstoffen und Gemischen in Glattrohr , Rippenrohr- und Kissenplattenapparaten ermöglicht es, die Vorteile der neuen Bauformen gegenüber der etablierten Technologie zu zeigen und verlässliche Auslegungsmethoden zu entwickeln.

Erfahren Sie in der zweiteiligen WebinarReihe, wie die Wärmeübertragung bei der Verdampfung und Kondensation durch die Verwendung von Kissenplatten- und Rippenrohr-Wärmeübertragern verbessert werden kann:

In diesem ersten Webinar am 26.10.23 werden von der Universität Kassel und der Technischen Universität München Rippenrohr-Wärmeübertrager für den Einsatz in Verdampfern und Kondensatoren vorgestellt. 

In einem zweiten Webinar am 09.11.23 wird von der Technischen Universität Braunschweig und der Universität Paderborn einen Einblick in die Verdampfung und Kondensation in Kissenplattenapparaten gegeben. Die Leistungsfähigkeit der innovativen Bauformen wird dabei jeweils mit dem Glattrohr als aktuellem Stand der Technik verglichen. 

Die Forschungsstellen wollen damit den Einsatz innovativer Wärmeübertragerbauformen in der chemischen Industrie fördern und durch die damit einhergehende Effizienzsteigerung zu einer nachhaltigen Prozessindustrie beitragen.

Referent*innen:

Prof. Dr.-Ing. habil. Andrea Luke (UKS)

W3-Professorin am Lehrstuhl für Technische Thermodynamik – Univ. Kassel. Ihre Forschungsarbeiten umfassen den ein- und mehrphasigen Wärme- und Stoffübergang (Verdampfung und Kondensation) in Energiewandlungsprozessen (Kälte-, Wärmepumpenprozesse, ORC-Prozesse), Absorptionsprozesse, Mehrphasentechnologie, sowie energetische Analysen von technischen Prozessen.

Tobias Losher, M.Sc. (TUM)

Tobias Losher hat Chemie-Ingenieurwesen im Bachelor und Master an der Technischen Universität München studiert und forscht aktuell zur Kondensation an Rippenrohr-Wärmeübertragern am Lehrstuhl für Anlagen- und Prozesstechnik der Technischen Universität München.