DATIpilot Modul 1 Innovationssprints: Rekuperativer Scroll-Expander zur Energierückgewinnung und Steigerung der Energieeffizienz von Wärmepumpen und anderer Kraft-Wärme-Prozesse um bis zu 40 % - RekuScroll

Abstract

Das Gesamtziel des Projektes besteht darin, einen rekuperativen Scroll-Expander (RekuScroll) Prototypen zu entwickeln und zu realisieren, durch dessen Einsatz in Wärme-, Kühl- und allgemeinen Kraft-Wärme-Prozessen eine Steigerung der Energieeffizienz um 10-40% erreicht werden soll. Um die Wirtschaftlichkeit der finalen Technologie zu gewährleisten, sollen kavitationsresistente Kunststoffe und ein Selbstheilungsmechanismus eingesetzt werden, und die dadurch resultierende Verbesserung der Lebensdauer und Produktionskosten quantifiziert werden. Das Teilprojekt A, durchgeführt von der Ruhr-Universität Bochum (RUB), zielt darauf ab, entscheidende Charakteristika für das Design des RekuScroll durch die Erforschung der Kavitationsbeständigkeit und Lebensdauer ausgewählter Kunststoff-Fluid-Paarungen unter Laborbedingungen zu ermitteln. Darüber hinaus wird RUB die Übertragung der Laborergebnisse auf den RekuScroll unter Nutzung von strömungsmechanischen Ähnlichkeitsgesetzen vornehmen. Im Teilprojekt B wird die tech-solute GmbH die Entwicklung, prototypische Herstellung und den Betrieb von RekuScrolls aus verschiedenen Materialien, sowie eine Lebensdauervorhersage der RekuScroll beitragen. Zu Beginn werden die regulatorischen und technischen Anforderungen an einen RekuScroll Prototypen definiert. Anschließend soll ein Prüfstand entwickelt werden, um geeignete Materialien für die Untersuchung auf Kavitationseffekte zu identifizieren und das Abnutzungsverhalten der Materialien zu vermessen und auf dieser Basis eine Lebensdauervorhersage treffen. Basierend auf den gewonnenen Erkenntnissen zielt tech-solute, in Kollaboration mit einem Experten für Spiralfluidmaschinen, darauf ab, ein RekuScroll-Prototyp mit Ziel-Lebensdauer und -Kosten zu realisieren und diesen in der Anwendung als Wärmepumpe validiert zu sehen. Bei Erfolg sollen durch Öffentlichkeitsarbeit Partner für die weitere Verwertung gesucht werden.