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Eisbrei – Die nächste Generation Eisspeicher in der Entwicklung

Von: Dani Carbonell  (SPF News-Artikel vom 17.03.2020)

Erzeugung von Eisbrei (ice slurry) unter Verwendung eisabweisender Oberflächen mit dem Unterkühlungsverfahren

Nachdem am SPF viele Jahre an Konzepten für Eisspeicherwärmetauscher geforscht wurde und Entwicklungen für den Markt angestossen wurden, verfolgen wir aktuell die Strategie, die Wärmetauscher im Eisspeicher zu eliminieren und damit die Systemkosten zu reduzieren. Erreichen wollen wir das mit einem Konzept, bei welchem das gepumpte Speicherwasser im Verdampfer einer Wärmepumpe unterkühlt und anschliessend, unter Bildung von Eisbrei, die Latentwärme des Wassers freigesetzt wird. Mit dem Projekt «SlurryHP I», das 2017 abgeschlossen wurde, konnte das Potenzial des Eisbrei-Unterkühlungsverfahrens, für Solar-Eisspeicher-Heizungen mit Wärmepumpen, aufgezeigt werden. Demnach können die Installationskosten für das gesamte System einschließlich Solarkollektoren, Wärmepumpe und dem neuen Eisspeicher um 10 % gesenkt werden. Um dieses Ziel zu erreichen, ist es notwendig, Wärmetauscher zu entwickeln, die in der Lage sind Wasser zu unterkühlen, ohne Eis zu produzieren. Diese Entwicklung wurde mit dem Projekt «Slurry HP II» begonnen, ein zweijähriges Projekt, das vor kurzem abgeschlossen wurde und bei dem wir verschiedene eisabweisende Beschichtungen getestet haben. Inzwischen koordiniert das SPF ein, im Rahmen der EU Forschungsförderung Horizon2020 finanziertes, Projekt namens TRI-HP (www.tri-hp.eu), welches diese Arbeiten weiterführt. In TRI-HP werden wir, zusammen mit den Projektpartnern, Wärmepumpen mit natürlichen Kältemitteln und verschiedenen Unterkühlern bauen und diese mit unserem Concise Cycle Testverfahren (CCT) untersuchen.

Abbildung: Oberflächentemperatur an der kältesten Stelle des beschichteten Rohres, von 1.6 m Länge und 6 cm Durchmesser, bei verschiedenen Massenströmen. Die «Fehlerbalken» zeigen die Streuungen der Messungen in verschiedenen Versuchen. Je niedriger die erreichte Temperatur, desto besser die Beschichtungen.