Bereich Industrielle Gemeinschaftsforschung

Projektliste mit Publikationen

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Entwicklung eines Kleingebläse mit veränderlichem Diffusor und angepasster, veränderlicher Spirale für Brennstoffzellensysteme

AiF-FV Nummer: 18100

Laufzeit:

01.03.2014 - 30.09.2016

Forschungsstellen:

  • Zentrum für Brennstoffzellen gGmbH
    Carl-Benz-Str. 201, 47057 Duisburg
    www.zbt-duisburg.de/

  • Leibniz Universität Hannover Institut für Turbomaschinen und Fluid-Dynamik
    Appelstr. 9, 30167 Hannover
    www.tfd.uni-hannover.de

Zusammenfassung:

Bei KWK-Systemen wird sich in Zukunft das Verhältnis Strom- zu Wärmebedarf deutlich verschieben. Dies begünstigt den Einsatz von Brennstoffzellen (hohe Stromkennzahlen, sehr hoher elektr. Wirkungsgrad im Teillastbereich). Für ein BZ-KWK-System sind wirkungsgradopt. Subsysteme erforderlich. Zu den größten Energieverbrauchern zählt das Kathodenluft- (KL) Gebläse. Bei BZ-Systemen mit 10-200kW sind für die KL-Versorgung Radialgebläse geeignet (Druckverhältnis und Volumenstrom). Neben hohen Spitzenwirkungsgraden ist ein breites Kennfeld mit hohen Teillastwirkungsgraden notwendig, da bei einem Großteil der zukünftigen BZ-Anwendungen (Automobil, USV, dezentrale Kraftwerke, etc.) breite Lastfelder durchfahren werden. Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines Kleingebläses für die KL-Versorgung in BZ-Systemen. Bei diesem Kleingebläse soll durch einen breitenveränderlichen Diffusor und eine daran angepasste, veränderliche Spirale das Kennfeld des Gebläses erweitert und der Teillastwirkungsgrad erhöht werden. Die Pumpgrenze wird zu deutlich kleineren Volumenströmen verschoben. Es wird außerdem eine entsprechende Prozesskette als Werkzeug (bestehend aus 1D-Vorauslegung einer variablen Diffusor/Spiralkombination sowie der Kopplung an eine rechenextensive Bewertung der 3D-Geometrie mittels CFD-Simulationen) entwickelt. In diesem Projekt werden die komplementären Kompetenzen des Zentrums für BrennstoffzellenTechnik (laser-opt. Strömungsmessung) und des Instituts für Turbomaschinen und Fluid-Dynamik (num. Strömungsmechanik) der Leibniz Universität Hannover genutzt. Kennfeld- und wirkungsgradopt. Kleingebläse sind auch für andere Technologiefelder außer der BZ von Interesse, in denen eine Luftversorgung unter geringem Energieeinsatz erfolgen muss:z. B. die Brennertechnik, Klimatechnik oder auch die Hausgerätetechnik. Mit der entwickelten Prozesskette werden interessierte Unternehmen in der Lage sein, die Auslegung individueller Kleingebläse eigenständig durchzuführen

Förderhinweis:

Das Forschungsvorhaben der Forschungsvereinigung Umwelttechnik wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.