Forschung & Entwicklung

Die Abteilung „Forschung und Entwicklung“ verfügt über ein Team von Experten, die weltweit als Ansprechpartner für ihre Kollegen aber auch unsere Kunden und Lieferanten zur Verfügung stehen.

Das Aufgabenspektrum umfasst unter anderem die

• Entwicklung neuer Wärmetauscherbauformen, Komponenten und Fertigungsverfahren
• Erstellung und Weiterentwicklung von Software zur Kühlerdimensionierung
• Entwicklung von Wärmetauschern für neue Anwendungsgebiete

Bei Bedarf kann ein entwickeltes Design mit modernen Simulationswerkzeugen hinsichtlich der Wärmetechnik, Strömungsführung und Lebensdauer zusätzlich optimiert werden.

Wenn die Auslegung eines neuen Wärmetauschers erfolgt ist, kann die Fertigung eines Prototypen im eigenen Musterbau erfolgen.
Für die abschließende Verifizierung stehen umfangreiche Mess- und Prüfeinrichtungen zur Verfügung.

Die eigene Software zur Leistungs- und Lebensdauerberechnung wird durch moderne Simulationssoftware ergänzt.

Mit Hilfe der numerischen Strömungssimulation werden die einzelnen Komponenten eines Wärmetauschers hinsichtlich optimaler Strömungsverhältnisse und intensiver Wärmeübertragung optimiert.

Aber auch die optimale Einbindung eines Kühlsystems in den kundenseitigen Bauraum, die oft über den eigenen Lieferumfang hinausgeht, ist oft Bestandteil der Entwicklungsarbeit.

Ebenso wichtig ist jedoch auch die Sicherstellung einer den Produktanforderungen entsprechenden mechanischen Haltbarkeit. Die eigene Software zur Lebensdauerprognose wird dabei durch FEM-Berechnungen ergänzt, um durch hohe Drücke, Temperaturschwankungen und Vibrationen induzierte kritische Bauteilbelastungen zuverlässig zu ermitteln.

Zur Abteilung "Forschung und Entwicklung" gehört auch der Musterbau, in dem die meisten neu entwickelten Kühler zum ersten Mal ein funktionsfähiges Produkt werden. Erfahrene Musterbauer fertigen dort neben Variationen bereits bekannter Kühlerbauformen auch völlig neu Designs, um diese dann ersten Praxistests unterziehen zu können.

Das Spektrum der bei AKG gebauten Wärmetauscher reicht dabei vom nur wenige Kubikzentimeter großen Wärmetauscher für eine mobile Brennstoffzelle bis zu Kühlsystemen für die größten weltweit gebauten Baumaschinen. 

Trotz umfangreicher Berechnungen ist es im Rahmen der Freigabe eines neuen Kühlsystems oft erforderlich, dieses hinsichtlich seiner tatsächlichen Leistungsfähigkeit zu untersuchen.

Insbesondere die Lebensdaueruntersuchungen sind oft erforderlich, da die Spezifikationen moderner Hochleistungskühler oft bis an die Grenzen der verfügbaren Materialien gehen.

Zur Verfügung stehen hier zahlreiche Anlagen für:

• Druckwechselprüfungen (Niederdruck, Hochdruck)
• Temperaturwechselprüfungen für flüssige und gasförmige Medien
• Vibrationsprüfungen zur Anregung in einer oder in drei Raumrichtungen
• Korrosionsprüfungen

Zur Leistungsmessung stehen diverse Windkanäle zur Verfügung, in denen Kühlersysteme mit Leistungen zwischen wenigen Kilowatt und einigen Hundert Kilowatt thermodynamisch charakterisiert werden können. Das Spektrum der verfügbaren Medien umfasst mit Wasser/Glykol, Öl und Ladeluft die gängigsten Betriebsstoffe für unsere Kühler.

Ergänzt wird eine Leistungsmessung bei Kühlsystemen mit integriertem Lüfter in der Regel durch eine Überprüfung der Geräuschemissionen. Hier können sowohl der Schalldruck als auch die Schallleistung unter Last gemessen werden.

Daneben sind oft auch spezielle Untersuchungen erforderlich, für die bei Bedarf auch eigens neue Prüfeinrichtungen entwickelt und gebaut werden.

Unsere mobile Messtechnik wird oft auch genutzt, um die Einsatzbedingungen und Betriebsparameter gemeinsam mit den Kunden "im Feld" zu erfassen. Messungen von Temperaturen und Drücken werden oft von Schallmessungen und Thermographieaufnahmen ergänzt. Bei unklaren mechanischen Lasten auf Bauteile im Einsatz werden diese mitunter auch direkt mit Beschleunigungsaufnehmern oder Dehnungsmessstreifen erfasst, um daraus realitätsnahe Spezifikationen abzuleiten. 

Für alle neuen Anwendungen, die noch eine starke Einbindung der Abteilung "Forschung und Entwicklung" benötigen, findet die Produktentwicklung hauptsächlich dort statt. Oft wird dabei direkt mit Universitäten oder anderen Forschungseinrichtungen zusammengearbeitet.

Traditionell engagiert sich AKG bei Anwendungen mit Brennstoffzellen, weshalb AKG-Kühler in zahlreichen innovativen Brennstoffzellenanwendungen zu finden sind.

In Zeiten immer sparsamerer Verbrennungsmotoren ist Abwärme dort mittlerweile zu einer Energiequelle geworden, die eigentlich zu schade ist, um sie über diverse Kühler ungenutzt in die Umwelt abzugeben. Dementsprechend arbeitet AKG auch an der Entwicklung von Wärmeübertragern, die Abwärme als Quelle für weitergehende Anwendungen nutzt.

HYBUILD

HYBUILD konzentriert sich auf die Entwicklung von zwei innovativen, kompakten hybriden elektrischen/thermischen Speichersystemen für alleinstehende und gebietsgebundene Gebäude. Das Projekt zielt darauf ab, kosteneffiziente und umweltfreundliche Lösungen zu entwickeln und gleichzeitig die Komfortbedingungen in Wohngebäuden zu gewährleisten, die in zwei verschiedenen Klimazonen liegen: im mediterranen Klima, wo die Kühlung kritisch ist, und im kontinentalen Klima, wo der Wärmebedarf stärker in den Mittelpunkt gestellt wird.

Besuchen Sie die Website:
www.hybuild.eu

Motivation und Wirkung

Die Energiespeicherung ist eine Schlüsselkomponente für Flexibilität und die Förderung erneuerbarer Energien.
Die Integration in das Energiesystem kann effizient zur Dekarbonisierung von Gebäuden beitragen. Ein vielversprechendes Forschungsgebiet ist die Nutzung von kompakten hybriden Energiespeichersystemen zur Deckung von Raumwärme und/oder -kühlung, Warmwasserbereitung und Strombedarf. Die Gesamtauswirkung besteht darin, die Energieeinsparungen zu erhöhen, was zu einer Verringerung der Treibhausgasemissionen und der Nutzung fossiler Brennstoffe führt und somit zur Energiesicherheit in der EU bei­trägt.

HYBUILD wird dazu beitragen, robuste und innovative Energiespeicherlösungen zu entwickeln, die folgende Eigenschaften und Vorteile aufweisen:

• Kosteneffizienz, unterstützt durch fortschrittliche Wirtschafts- und Geschäftsmodelle für Investoren;
• Hohes Replizierbarkeitspotenzial zur Sicherstellung einer wichtigen Marktdurchdringung;
• Einfache Integration (Kompaktlösungen) in bestehende Gebäude/Systeme;
• Verlängerte Lebensdauer
• Überlegene Energieeffizienz, die zur Flexibilität des gesamten Energiesystems beiträgt;
• Reduzierung des Gebäudeenergieverbrauchs und der Treibhausgase.

HYBUILD-Innovationen werden an drei Demo-Standorten in Almatret (Spanien), Aglantzia (Zypern) und Bordeaux (Frankreich) validiert.

Rolle von AKG

Die Klimaanlagen für das mediterrane Klima werden auf einer Adsorptionskälteanlage auf Zeolithbasis basieren. Die Wärmeträger, die den Zeolith enthalten sowie die entsprechenden Verdampfer und Kondensatoren werden von AKG entwickelt und gefertigt.
Für das kontinentale Klima werden Wärmepumpensysteme zur Wärmeerzeugung eingesetzt. AKG wird auch an der Entwicklung des Verdampfers und des Kondensators für das Wärmepumpensystem mitwirken.
Die thermischen Speichersysteme basieren auf Wärmeübertragern, die Kältemittel, Wasser und Phasenwechselmaterial (PCM) kombinieren und von AKG geliefert werden. Diese Systeme können direkt mit dem Kältemittel aus der Wärmepumpe befüllt werden. Für den Kältespeicher wird ein ähnliches System direkt mit der Adsorptionskälteanlage verbunden. Ähnliche Wärmeübertrager mit zwei Fluiden und PCM liefert AKG aktuell für Kältetrockner.