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 rollFEED® Turning auf EMAG Maschinen: Tempomacher für die Drehbearbeitung
17.10.2017 | EMAG GmbH & Co. KG

nachricht Schuler-MSC2000-Dual-Servopresse am Fraunhofer IPT für Werkzeugtests und Entwicklungsprojekte
17.10.2017 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Maschinenbau >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Im Focus: Neutron star merger directly observed for the first time

University of Maryland researchers contribute to historic detection of gravitational waves and light created by event

On August 17, 2017, at 12:41:04 UTC, scientists made the first direct observation of a merger between two neutron stars--the dense, collapsed cores that remain...

Im Focus: Breaking: the first light from two neutron stars merging

Seven new papers describe the first-ever detection of light from a gravitational wave source. The event, caused by two neutron stars colliding and merging together, was dubbed GW170817 because it sent ripples through space-time that reached Earth on 2017 August 17. Around the world, hundreds of excited astronomers mobilized quickly and were able to observe the event using numerous telescopes, providing a wealth of new data.

Previous detections of gravitational waves have all involved the merger of two black holes, a feat that won the 2017 Nobel Prize in Physics earlier this month....

Im Focus: Topologische Isolatoren: Neuer Phasenübergang entdeckt

Physiker des HZB haben an BESSY II Materialien untersucht, die zu den topologischen Isolatoren gehören. Dabei entdeckten sie einen neuen Phasenübergang zwischen zwei unterschiedlichen topologischen Phasen. Eine dieser Phasen ist ferroelektrisch: das bedeutet, dass sich im Material spontan eine elektrische Polarisation ausbildet, die sich durch ein äußeres elektrisches Feld umschalten lässt. Dieses Ergebnis könnte neue Anwendungen wie das Schalten zwischen unterschiedlichen Leitfähigkeiten ermöglichen.

Topologische Isolatoren zeichnen sich dadurch aus, dass sie an ihren Oberflächen Strom sehr gut leiten, während sie im Innern Isolatoren sind. Zu dieser neuen...

Im Focus: Smarte Sensoren für effiziente Prozesse

Materialfehler im Endprodukt können in vielen Industriebereichen zu frühzeitigem Versagen führen und den sicheren Gebrauch der Erzeugnisse massiv beeinträchtigen. Eine Schlüsselrolle im Rahmen der Qualitätssicherung kommt daher intelligenten, zerstörungsfreien Sensorsystemen zu, die es erlauben, Bauteile schnell und kostengünstig zu prüfen, ohne das Material selbst zu beschädigen oder die Oberfläche zu verändern. Experten des Fraunhofer IZFP in Saarbrücken präsentieren vom 7. bis 10. November 2017 auf der Blechexpo in Stuttgart zwei Exponate, die eine schnelle, zuverlässige und automatisierte Materialcharakterisierung und Fehlerbestimmung ermöglichen (Halle 5, Stand 5306).

Bei Verwendung zeitaufwändiger zerstörender Prüfverfahren zieht die Qualitätsprüfung durch die Beschädigung oder Zerstörung der Produkte enorme Kosten nach...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Dezember 2017

17.10.2017 | Veranstaltungen

Intelligente Messmethoden für die Bauwerkssicherheit: Fachtagung „Messen im Bauwesen“ am 14.11.2017

17.10.2017 | Veranstaltungen

Meeresbiologe Mark E. Hay zu Gast bei den "Noblen Gesprächen" am Beutenberg Campus in Jena

16.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

17.10.2017 | Informationstechnologie

Pflanzen gegen Staunässe schützen

17.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Den Trends der Umweltbranche auf der Spur

17.10.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz