Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Student der Hochschule OWL entwickelt Messtechnik zur Effizienzsteigerung von Schraubenverdichtern

12.01.2016

Patrick Hadamitzky entwickelte in seiner Bachelorarbeit eine revolutionäre Messtechnik, um die Energieeffizienz und die Betriebssicherheit von Schraubenverdichtern zu steigern. Durch die ermittelten Messdaten kann der Abstand zwischen Gehäuse und Rotor so verändert werden, dass der übliche Energieverlust an dieser Stelle während des Betriebes auf ein Minimum reduziert wird. Damit wurde ein Problem der Industrie und Wissenschaft gelöst, für das es seit Einführung dieser Technik keine Lösung gab. Das Ergebnis soll künftig auch auf andere Kompressoren angewendet werden. Die Bachelorarbeit ist innerhalb des Forschungsschwerpunktes „Intelligente Energiesysteme“ der Hochschule OWL angesiedelt.

Schraubenverdichter sind Kompressoren zur Erzeugung von Druckluft, die dann wiederum in der Industrie zu vielen Zwecken genutzt wird. Eingesetzt werden Schraubenverdichter überall dort, wo größere Luftmengen benötigt werden, also in Produktionsstätten aller Art, beispielsweise in Abfüllbetrieben zum Sauberblasen der Flaschen.


Patrick Hadamitzky konnte mit seiner Forschung die Energieeffizienz und die Betriebssicherheit von Schraubenverdichtern steigern.

Christian Jaschinski / Copyright: Hochschule OWL


Kernelemente eines Schraubenverdichters sind zwei schraubenförmige Rotoren.

Dirk Schelpmeier / Copyright: Hochschule OWL

Schätzungen gehen davon aus, dass etwa 10 Prozent des elektrischen Energieverbrauchs von Betrieben zur Drucklufterzeugung eingesetzt werden. Eine Optimierung an dieser Stelle ist damit auf jeden Fall lohnenswert.

Kernelemente eines Schraubenverdichters, der nach dem Verdrängungsprinzip arbeitet, sind zwei schraubenförmige Rotoren, die sich im Betrieb drehen und dabei durch ihre Schraubenform ineinander greifen. Zwischen ihnen und den Rotoren bilden sich Kammern, die sich bei der Drehung von der Saug- zur Druckseite der Maschine bewegen. Durch diese Drehbewegung wird die einströmende kalte Luft zunehmend verdichtet und es entsteht Druckluft.

Bei diesem Prozess entweicht aber aufgrund des Abstandes zwischen Gehäuse und Rotor immer ein wenig Luft, die nicht zu Druckluft komprimiert wird. So kann nicht das volle Potential eines Schraubenverdichters genutzt werden und es geht wertvolle Energie verloren. Außerdem erhitzt sich die im Inneren befindliche Luft und erwärmt die Rotoren sowie das Gehäuse.

Die schraubenförmigen Rotoren dehnen sich aus. Um ein Schleifen zu vermeiden, muss der Abstand zwischen Gehäuse und Schrauben so groß sein, das selbst nach der Ausdehnung genug Platz zum Drehen der Rotoren bleibt. Auch hier geht erneut Energie verloren, denn bisher konnte dieser Abstand nicht optimal eingestellt werden.

Patrick Hadamitzky hat in seiner Bachelorarbeit ein seit der Entwicklung dieser Maschinen vor 70 Jahren bestehendes Problem gelöst: Wie kann der Abstand zwischen den schraubenförmigen Rotoren und dem Gehäuse möglichst exakt berechnet werden, um die Energieeffizienz des Verdichters zu steigern? „Patrick Hadamitzky wollte sich in seiner Bachelorarbeit einem schwierigen Thema widmen.

Es war nicht klar, ob am Ende eine verwertbare Lösung dabei herauskommt“, erzählte Professor Joachim Dohmann, der die Bachelorarbeit betreute. Hadamitzky entwarf innerhalb von nur 16 Wochen eine kostengünstige Art, die Temperaturen im Inneren des Rotors bzw. der Maschine während des Betriebes bei voller Drehzahl und des Ruhezustands zu messen. Mit Hilfe von im Inneren angebrachten Temperatursensoren, Messverstärkern sowie einem Mikrokontroller und einem WLAN-Modul konnte ein möglichst vollständiges Temperaturbild aufgezeigt werden.

Durch die gewonnenen Daten konnte daraufhin die Ausdehnung der Schrauben exakt berechnet und der Optimalpunkt ermittelt werden, der schlussendlich dafür sorgte, dass der Abstand zwischen Gehäuse und Schrauben um einige Mikrometer verringert werden kann.

„Das klingt nicht viel, bezüglich der Energieersparnis bringen aber genau diese Mikrometer den entscheidenden Vorteil“, so Professor Dohmann. „Ich bin glücklich, dass mir das gelungen ist und dass ich die ganze Zeit an meinem Weg festgehalten habe“, so Patrick Hadamitzky. Zukünftig sollen weitere Forschungen an dem Thema anknüpfen. Eine weitere Bachelorarbeit dazu ist schon in Planung.

Patrick Hadamitzky studierte im Bachelorstudiengang Maschinentechnik am Fachbereich Maschinentechnik und Mechatronik. Durch Professor Dohmann wurde in Patrick Hadamitzky das Interesse an Thermodynamik geweckt. Deswegen wandte er sich an die Bielefelder Firma Boge Kompressoren, einem der führenden Hersteller von Kompressoren und Druckluftanlagen. Dr. Ulrich Dämgen von der Firma Boge und Professor Dohmann von der Hochschule OWL fungierten zusammen als Betreuer der Bachelorarbeit.

Forschungsschwerpunkt Intelligente Energiesysteme – IES
Die Arbeit leistet einen wertvollen Beitrag zu dem vom Land NRW geförderten Forschungsschwerpunkt „Intelligente Energiesysteme - IES“ der Hochschule OWL. Dieser widmet sich der nachhaltigen Energieversorgung durch ganzheitliche Betrachtung, ausgehend von den regenerativen Energien über die effiziente Speicherung, Wandlung und Nutzung bis hin zum Energiemanagement. Der Forschungsschwerpunkt erarbeitet fächerübergreifend Lösungen für die sichere, saubere und effiziente Energieversorgung der Zukunft.

Julia Wunderlich | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.hs-owl.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Maschinenbau:

nachricht Gewicht von Robomotion-Greifer um 60 Prozent reduziert
31.07.2017 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA

nachricht Assistenzsysteme für die Blechumformung
28.07.2017 | Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Maschinenbau >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Im Focus: Exotische Quantenzustände: Physiker erzeugen erstmals optische „Töpfe" für ein Super-Photon

Physikern der Universität Bonn ist es gelungen, optische Mulden und komplexere Muster zu erzeugen, in die das Licht eines Bose-Einstein-Kondensates fließt. Die Herstellung solch sehr verlustarmer Strukturen für Licht ist eine Voraussetzung für komplexe Schaltkreise für Licht, beispielsweise für die Quanteninformationsverarbeitung einer neuen Computergeneration. Die Wissenschaftler stellen nun ihre Ergebnisse im Fachjournal „Nature Photonics“ vor.

Lichtteilchen (Photonen) kommen als winzige, unteilbare Portionen vor. Viele Tausend dieser Licht-Portionen lassen sich zu einem einzigen Super-Photon...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

European Conference on Eye Movements: Internationale Tagung an der Bergischen Universität Wuppertal

18.08.2017 | Veranstaltungen

Einblicke ins menschliche Denken

17.08.2017 | Veranstaltungen

Eröffnung der INC.worX-Erlebniswelt während der Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung 2017

16.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Eine Karte der Zellkraftwerke

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Chronische Infektionen aushebeln: Ein neuer Wirkstoff auf dem Weg in die Entwicklung

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Computer mit Köpfchen

18.08.2017 | Informationstechnologie