Forschungsresultate werden auf Fachmesse präsentiert

Vom 19. bis 22. April 2010 wird das Institut für Kälte-, Klima- und Umwelttechnik (IKKU) der Hochschule Karlsruhe – Technik und Wirtschaft in Halle 2, Stand C24, Resultate eines Forschungsprojekts vorstellen, das gemeinsam mit dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und einem Hersteller von Eisspeichern und Wärmeüberträgern durchgeführt wird und zum Ziel hat, ein zuverlässiges und kostengünstiges Verfahren zur Herstellung des Kälteträgers Eisbrei zu entwickeln.

Eisbrei ist eine Mischung aus Wasser, kleinen Eispartikeln mit einem Umfang von 0,01–0,5mm. Ihr können noch Substanzen wie Ethanol, Glykol oder Salz beigefügt werden, die den Gefrierpunkt des Gemisches noch weiter senken. Eisbrei ist ein umweltfreundlicher Kälteträger. Er kann die im Phasenübergang von Eis zu Wasser gespeicherte latente Wärme im Vergleich zu einer reinen Flüssigkeit über eine bis zu siebenfach höhere Energiedichte und eine bis zu 50 % höhere Wärmeableitung übertragen. Er ist damit ein idealer Kälteträger für Kühlsysteme und wird heute in Kühllagern, Klimaanlagen, Brauereien und Kühltransportfahrzeugen eingesetzt. Im Gegensatz zum Einsatz von Wasser-Glykol-Gemischen lassen sich dabei die Rohrdimensionen der Kälteanlagen deutlich verringern wie auch die Leistung der eingesetzten Pumpen und damit auch der zum Betrieb eingesetzten Energie: hier sinkt der Aufwand um den Faktor 8. Allerdings sind die bisherigen Verfahren zur Erzeugung von Eisbrei sehr energieintensiv, so dass es bislang in der Industrie nur sehr zurückhaltend eingesetzt wird.

In einem Forschungsprojekt zwischen der Hochschule Karlsruhe und dem KIT soll nun ein kostengünstigeres und zuverlässigeres Verfahren zur Eisbrei-Erzeugung entwickelt werden, das eine industrielle Produktion des Kälteträgers in größerem Maßstab ermöglicht. Im Zentrum stehen dabei wissenschaftliche Untersuchungen des Kristallisationsverfahrens von Wasser bzw. Wasser-Ethanol-Gemischen an unterschiedlichen Wärmeübertragungsflächen wie Kupfer, Aluminium, Edelstahl, Polyethylen, Metall-Resinate (Metall-Salz-Kombination) und Silikonbeschichtungen. „Wir gehen davon aus“, so Prof. Dr. habil. Michael Kauffeld, Projektleiter auf Seiten der Hochschule Karlsruhe, „dass es uns gelingt, mit der passenden Kombination aus Strömungsform, Ethanol- und Eisanteil des Kälteträgers, Wärmeübertragungsfläche und Oberflächentemperatur des Wärmeträgers Eisbrei erzeugen zu können, ohne dass dieser an der Wärmeüberträgeroberfläche haften bleibt – denn das ist bei den bisherigen Verfahren das Kardinalproblem.“ Zur Überprüfung dieser Hypothese wurde ein Prüfstand konstruiert, der die Ermittlung der einzelnen Zielgrößen im Einsatz der unterschiedlichen Wärmeübertragungsflächen ermöglicht. Die ersten Ergebnisse dieses Forschungsprojekts werden mit dem Prüfstand nun der Öffentlichkeit auf der Hannover-Messe vorgestellt.