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 Industrie 4.0 - Esperanto für Maschinenkomponenten
01.08.2018 | fortiss - Forschungsinstitut des Freistaats Bayern für softwareintensive Systeme und Services

nachricht Innovativ: FH-Professor entwickelt neue Methode für die Raumfahrt
30.07.2018 | FH 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: Farbeffekte durch transparente Nanostrukturen aus dem 3D-Drucker

Neues Design-Tool erstellt automatisch 3D-Druckvorlagen für Nanostrukturen zur Erzeugung benutzerdefinierter Farben | Wissenschaftler präsentieren ihre Ergebnisse diese Woche auf der angesehenen SIGGRAPH-Konferenz

Die meisten Objekte im Alltag sind mit Hilfe von Pigmenten gefärbt, doch dies hat einige Nachteile: Die Farben können verblassen, künstliche Pigmente sind oft...

Im Focus: Color effects from transparent 3D-printed nanostructures

New design tool automatically creates nanostructure 3D-print templates for user-given colors
Scientists present work at prestigious SIGGRAPH conference

Most of the objects we see are colored by pigments, but using pigments has disadvantages: such colors can fade, industrial pigments are often toxic, and...

Im Focus: Eisen und Titan in der Atmosphäre eines Exoplaneten entdeckt

Forschende der Universitäten Bern und Genf haben erstmals in der Atmosphäre eines Exoplaneten Eisen und Titan nachgewiesen. Die Existenz dieser Elemente in Gasform wurde von einem Team um den Berner Astronomen Kevin Heng theoretisch vorausgesagt und konnte nun von Genfern Astronominnen und Astronomen bestätigt werden.

Planeten in anderen Sonnensystemen, sogenannte Exoplaneten, können sehr nah um ihren Stern kreisen. Wenn dieser Stern viel heisser ist als unsere Sonne, dann...

Im Focus: Magnetische Antiteilchen eröffnen neue Horizonte für die Informationstechnologie

Computersimulationen zeigen neues Verhalten von Antiskyrmionen bei zunehmenden elektrischen Strömen

Skyrmionen sind magnetische Nanopartikel, die als vielversprechende Kandidaten für neue Technologien zur Datenspeicherung und Informationsverarbeitung gelten....

Im Focus: Unraveling the nature of 'whistlers' from space in the lab

A new study sheds light on how ultralow frequency radio waves and plasmas interact

Scientists at the University of California, Los Angeles present new research on a curious cosmic phenomenon known as "whistlers" -- very low frequency packets...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

LaserForum 2018 thematisiert die 3D-Fertigung von Komponenten

17.08.2018 | Veranstaltungen

Aktuelles aus der Magnetischen Resonanzspektroskopie

16.08.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Oktober 2018

16.08.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Bionik im Leichtbau

17.08.2018 | Verfahrenstechnologie

Klimafolgenforschung in Hannover: Kleine Pflanzen gegen große Wellen

17.08.2018 | Biowissenschaften Chemie

HAWK-Ingenieurinnen und -Ingenieure entwickeln die leichteste 9to-LKW-Achse ihrer Art

17.08.2018 | Messenachrichten

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics