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