Innovative Produkte und Unternehmen aus dem Forschungsland Nordrhein-Westfalen – Teil 4

Automatisierter Prüfstand für Mikrobrennstoffzellensysteme

Auf dem Gebiet der Brennstoffzellen, insbesondere der PEM-Brennstoffzelle, wurden in den letzten Jahren diverse Forschungsaktivitäten entwickelt. Bis heute werden Brennstoffzellen allerdings nur in einzelnen, zumeist noch sehr kostenintensiven Anwendungen – z.B. im Rahmen von Weltraummissionen – eingesetzt. Der nächste notwendige Schritt ist die Ent­wicklung von Brennstoffzellensystemen für in Serie gefertigte Produkte. Um diese Brenn­stoff­zellensysteme kommerziell nutzbar machen zu können, müssen jedoch noch einige Pro­bleme gelöst werden.

Im Jahr 2002 gründete das EnergieInstitut der Fachhochschule Gelsenkirchen, als ein Partner der Firma Masterflex AG, eine Arbeitsgruppe zur Vorbereitung der Produktion bzw. zur Kommerzialisierung von Mikrobrennstoffzellensystemen für Laptops mit mobilen Kommuni­ka­tionseinrichtungen (Mobile Office Systeme) und anderen Mikrobrennstoff­zellen­anwen­dungen. Das System basiert auf einer Stack-Entwicklung des Fraunhofer Instituts Freiburg, (ISE). Das EnergieInstitut betreibt u.a. Forschung und Entwicklung mit den Schwerpunkten Systemoptimierung (z.B. Entwicklung neuer Steuerungs- und Regelungsstrategien) sowie Aspekte der Serienfertigung und der kommerziellen Anwendungen.

Inzwischen hat man im EnergieInstitut ein neues Konzept zur adaptive Reglung entwickelt und einen vollautomatisierten multifunktionalen Prüfstand für Mikrobrennstoffzellen aufgebaut. Beide werden auf der Hannover Messe 2004 vorgestellt. Mit Hilfe des Prüfstands werden ver­schiedene Aspekte der Optimierung von Mikrobrennstoffzellensystemen und deren Produktion untersucht.

Fachhochschule Gelsenkirchen
EnergieInstitut
Prof. Dr. Michael Brodmann
michael.brodmann@fh-gelsenkirchen.de
www.fh-gelsenkirchen.de/energieinstitut

Facility-System-Server

Unser Ziel ist es die Kontrolle der Automatisierungseinheiten von Gebäuden mit Hilfe des Internet und Browser, wie Netscape oder MS-Explorer durchzuführen.

Es wurde daher im FFS-Projekt des TGA-Instituts der Fachhochschule Köln ein Facility-System-Server (FFS) mit internetfähiger Software und Datenbank für das Gebäude­manage­ment entwickelt. Damit können große Gebäudekomplexe genauso wie Einfamilienhäuser un­ab­hängig von spezieller Software mit den handelsüblichen Browsern überwacht werden. Alle erforderlichen Managementfunktionen können wahrgenommen werden. Insbesondere für ge­trennte und weiter entfernte Liegenschaften ist diese Form des Gebäudemanagements mit Hilfe eines Browsers ein einfach handhabbares Instrument, welches der Nutzer bereits kennt und das somit wenig Einarbeitungszeit beansprucht. Es kann von jedem beliebigen Rechner­platz ausgeübt werden, ohne dass darauf eine spezielle Software installiert sein muss. Wir haben uns entschieden, die Software auf einer Linux-Plattform aufzusetzen. Gründe dafür waren, dass keine Lizenzgebühren bei einer späteren Vermarktung des Produkts anfallen.

Die Managementfunktionen werden über TCP/IP an den FS-Server im Gebäude geschickt und dort über den installierten LON-Bus an die LON-Knoten übertragen bzw. es werden Daten zur Anzeige oder Regelung etc. ausgelesen. Der FS-Server (APACHE) dient als Verbindungs­knoten über Ethernet mit dem bekannten TCP/IP – Protokoll und damit der Anbindung an das World-Wide-Web.

Als vordringliche Aufgabe wird zur Zeit ein Energiemanagement entwickelt.

Fachhochschule Köln
Fakultät für Anlagen, Energie- und Maschinensysteme (F09)
Prof. Dr. Johannes Goeke
johannes.goeke@fh-koeln.de
www.vt.fh-koeln.de/~goeke/

Eine Luftwand hilft bei ständig geöffneten Türen und Toren
Hygienische Trennung – Abhalten von Außenluft – Abhalten von Insekten

Tägliches Problem in Industrie und Handel sind hohe Krankenstände durch Zug­er­schei­nun­gen, Energieverluste, Geruchsbelästigungen oder Verunreinigungen durch eindringende Keime oder Insekten.

Die Lösung bietet die Luftwandtechnologie: Externe Ventilatoren speisen Umluft in seitlich oder über der Tür angeordnete Spezialdüsen, die eine stabile schmale Luftwand erzeugen – und dies bei erheblich geringerem aktiven Luft­volumen als bei herkömmlichen Luftschleiern. So wird auch bei großen Toröffnungen staubige oder belastete Luft von sauberer getrennt oder anströmende Luft in einer durch die Luftwandzahl festgelegten Anströmungs­ge­schwin­digkeit abgehalten.

So sorgen Flughäfen sowie zahlreiche Geschäfte mit Hilfe von Luftwandanlagen für ange­neh­mes Klima auch bei ständig geöffneten Türen.

Die Metro AG trennt in bis zu 14m breiten Frischfischabteilungen durch Geruch belastete kalte Luft von der warmen Luft in den angrenzenden Verkaufsräumen.

In Tiefkühlräumen ergibt sich neben der Minimierung der Kälteverluste eine geringere Eis- und Nebelbildung. Bei Anlieferbereichen und Kühlräumen von Logistikunternehmen können durch den Verzicht auf Plastikstreifen-Vorhänge und Pendeltüren Hygiene und Arbeits­sicher­heit verbessert werden. Für Kühl-LKW´s entwickelte die LWT eine Technik mit Bord­netzspannung zur thermischen Abschottung von Kühlfahrzeugen als hervorragende Alter­na­tive zu Plastikstreifen-Vorhängen.

In der Fleisch verarbeitenden Industrie und in der Molkerei- und Milchwirtschaft ermöglicht diese berührungsfreie Lufttrennung das Einhalten von Hygienevorschriften (HACCP). Mikro­biologische Untersuchungen in einem Fleischereibetrieb ergaben bei Einsatz einer Luftwand­an­lage mit Filtern eine Reduzierung der Keimbelastung in der Raumluft von ca. 40%.

Produktionsbetriebe halten Insekten ab, um Aus­schussware zu mindern, was durch ein Gutachten des Spezialisten für Parasitologie Prof. Dr. Mehl­horn belegt wird.

Luftwandtechnologie GmbH
Peter Wiemann
Geschäftsführer
info@luftwandtechnologie.de
www.luftwandtechnologie.de

Anthrazit-Einschichtfilter mit Schwerkraftspülung
Energie- und wassersparendes Verfahren zur Aufbereitung von Trinkwasser

An der Fachhochschule Münster wird unter Leitung von Prof. Dr.-Ing. Christian Becke vom Labor für Wasser-, Abwasser- und Umwelttechnik des Fachbereichs Energie•Gebäude•Umwelt an der Entwicklung eines Anthrazit-Einschichtfilters mit Schwerkraftspülung für die Trink­wasser­aufbereitung gearbeitet. Die Arbeiten erfolgen im Rahmen einer Kooperation mit der Firma Evers Wassertechnik und Anthrazitveredelung aus Hopsten.

In dem gemeinsamen Forschungsprojekt wird ein Anthrazit-Einschichtfilter entwickelt, bei dessen Rückspülung durch Schwerkraftspülung Energie und Wasser eingespart wird. Das als Einschichtfilter eingesetzte Filtermaterial aus Ibbenbürener Anthrazit bietet hier entscheidende Vorteile. Durch die neu entwickelte Schwerkraftspülung zur Filterregeneration kann auf die üblicherweise verwendeten Spülwasserpumpen verzichtet werden. Damit lässt sich der Spitzen­strombedarf für die Pumpen bei der Rückspülung des Filters vermeiden, da der über dem Filter angeordnete Spülwasserbehälter durch eine wesentlich kleinere Pumpe über einen längeren Zeitraum während des Filterbetriebs gefüllt werden kann. Hierzu reicht Photovoltaik-Strom oder mechanisches Pumpen (Entwicklungsländer) aus.

In dem Forschungsvorhaben soll der gesamte Filteraufbau an das Filtermaterial Anthrazit und die Schwerkraftspülung angepasst und in Hinblick auf Energie- und Wassereinsparung optimiert werden. Das zukünftige Einsatzgebiet dieser Filter ist die Trinkwasser- und Kreislaufwasser­auf­be­reitung. Darüber hinaus sollen die Filter den Anforderungen für die dezentrale Wasser­aufbe­reitung in Schwellen- und Entwicklungsländern gerecht werden, wo die Einsparung von Energie und Wasser essentiell ist.

Das zukunftsweisende Projekt wird im Rahmen des PROgramms „INNOvationskompetenz mittel­ständischer Unternehmen“ (PRO INNO) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Arbeit gefördert.

Fachhochschule Münster
Fachbereich Energie, Gebäude, Umwelt
Prof. Dr.-Ing. Christian Becke
becke@fh-muenster.de
www.fh-muenster.de/wasser