Luftaufnahme des Campus Getreidemarkt mit dem Logo des IET

Labor des Forschungsbereichs Thermodynamik und Wärmetechnik

Experimentelle Untersuchungen des Forschungsbereichs Thermodynamik und Wärmetechnik werden im institutseigenen Labor durchgeführt. Dies befindet sich am Campus Science Center der TU Wien. Auf einer Fläche von ca. 400 m² steht im Forschungsbereich Thermodynamik und Wärmetechnik eine semi-industrielle Infrastruktur für wärmetechnische Versuche zur Verfügung.

Es sind zahlreiche Versuchsstände für die aktuellen Forschungsprojekte aufgebaut.

Luftversorgungsanlage

4 wärmegedämmte vertikale Rohre einer Luftversorgungsanlage mit Temperaturfühlern.

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  • Bereitstellung von Heiß- und Kaltluft für Versuchsanlagen des Labors,  ϑmax = 400 °C,
  • Max. Luftmassenstrom mDot_L_max = 0,138 kg/s,
  • Elektrische Lufterhitzung, max. einbringbare Heizleistung Pel = 32 kW,
  • Umschalten zwischen den Betriebszuständen Heizen und Kühlen durch motorisch bzw. pneumatisch betätigte Klappen,
  • Einbindung ins Prozessleitsystem – z. B. zur Steuerung des Lade-/Entladebetriebs bei regenerativen Energiespeichern.

Rootsgebläse

zwei blau gefärbte Rootsgebläse

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  • Zwei drehzahlregelbare Drehkolbengebläse mit jeweils ca. VDot = 3500 mN3/h Liefermenge,
  • Max. Überdruck pMax = 0,3 bar,
  • Maschinen sind einzeln regelbar.

Schraubenkompressoren

Zwei gelbe Schraubenkompressoren

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  • Zwei Schraubenkompressoren, Kaeser CS121 und DS 200,
  • Max. Überdruck pMax = 13 bar
  • Liefermengen: CS121 VDot =10,3 mN3/min, DS200 VDot =14,3 mN3/min

sCO2-Versuchsanlage

4-ständriges Stahlgerüst mit einem Wärmetauscher für die sCO2-Versuchsanlage.

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  • Versuchsanlage für einen Kraftwerksprozess mit superkritischem CO2,
  • ϑmax = 380 / 630 °C im Thermoölbetrieb / bzw. gasbefeuert,
  • Max. CO2-Massenstrom mDot = 0,4 kg/s,
  • Max. Druck pmax = 230 bar,
  • Im Vordergrund am Gerüst der luftgekühlte Kondensator.

Horizontaler Festbettregenerator

Schrägansicht des quaderförmigen Festbettregenerators mit Wärmedämmung an der Deckfläche und Thermofühlern, die am Umfang angeordnet sind.

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  • Schotterfüllung zur batchweisen Speicherung von thermischer Energie,
  • Max. Ladetemperatur ϑmax = 380 °C,
  • Zyklisches Laden und Entladen: Messung der Temperaturverteilung in der Schüttung,
  • Verwendung als Saisonalspeicher für industrielle Abwärme.

Wirbelschicht-Hochtemperatur-Gegenstromwärmetauscher

Wärmegedämmter Reaktor mit vertikalen Rohranschlüssen, ebenfalls wärmegedämmt.
  • Wärmeübergang an Wirbelschicht-Wärmetauschern
  • ϑmax = 400 °C
  • Untersuchung unterschiedlicher Rohrgeometrien

Erosionsversuchsstand

Schrägansicht eines Plexiglas-Wirbelschicht-Wärmetauschers mit 10 Dummy-Rohren, an welchen die Erosion gemessen werden kann.

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  • Ermittlung des Abriebs an Wärmetauscherrohren für Wirbelschichtwärmetauscher
  • Kaltversuch
  • Untersuchung bei unterschiedlichen Gasgeschwindigkeiten

Druckvergaser

Stehendes Rohr eines Druckvergasers mit offenen Flansch-Anschlüssen.

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  • Beurteilung des Entgasungsverhaltens verschiedener Kohlearten für den Hochofenbetrieb
  • H2-Brenner
  • Produktgasanalyse: GC u. a.

Vertikaler Festbettregenerator

Nach oben hin erweiterter konusförmiger Festbettreaktor mit Luftversorgung. - Alles wärmegedämmt.

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  • Schotterfüllung zur batchweisen Speicherung von thermischer Energie,
  • Max. Ladetemperatur ϑmax = 380 °C,
  • Zyklisches Laden und Entladen: Messung der Temperaturverteilung in der Schüttung,
  • Verwendung als Versuchsanlage als Grundlage für die Erstellung eines DigitalTwin-Modells.

Advanced Regenerator

In der Mitte sieht man 3 Kammern des Wirbelschicht-Wärmetauschers, links und rechts etwas erhöht, die Behälter für den Sand.

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  • Thermischer Energiespeicher mit Sand als Speichermedium (Foto: Kaltmodell),
  • Max. Ladetemperatur ϑmax = 850 °C,
  • Aktiver Speicher: Speicherung und Wärmeübertragung voneinander entkoppelt,
  • Für eine Speicherkapazität von ca. 6 MWh keine mechanischen Transportvorrichtungen erforderlich,
  • Laden und Entladen erfolgt durch Transport des Sandes vom kalten in den heißen Feststoff-vorratsbehälter und umgekehrt.

Zweibettwirbelschicht

Im linken Teil sieht man ein Messbrett mit 8 U-Rohren zur Druckdifferenzmessung, im rechten die Plexiglasrohre der Wirbelschicht
  • Zweibett-Wirbelschicht für Laborübung
  • Messung des Druckabfalls in den Steigrohren und im Rückführzweig
  • Messung des Fluidisierungsgasmassenstroms
  • Abschätzung des zirkulierenden Feststoffmassenstroms