L'Institut Max Planck de Magdebourg mène une étude sur un système de stockage d'énergie durable. Lauda leur fournit le système de contrôle de température dont ils ont besoin.

L’allemagne a pris un certain nombre de mesures pour réaliser la transition énergétique, et la production d’électricité à partir de sources renouvelables devrait représenter 80% de la consommation d’électricité d’ici 2050. Avec la croissance de l’énergie éolienne, photovoltaïque et d’autres énergies renouvelables et l’électrification croissante de la société, les domaines économique, politique et scientifique sont confrontés à de grands défis: en période de surproduction, l’énergie captée de manière décentralisée doit être stockée de manière aussi efficace et durable que possible pour alimenter les réseaux d’énergie pendant les pics de consommation. "Power to Gas" (production de gaz électrique) est connu comme une conception prometteuse pour l'industrie de l'énergie. Il utilise l'électrolyse et la Méthanisation pour convertir l'énergie éolienne ou solaire en méthane. L'énergie est ainsi stockée sous forme gazeuse et réutilisée si nécessaire. Dans le domaine automobile, la Méthanisation peut également stimuler la popularité des véhicules à gaz. Méthane nécessaire pour les voitures à gaz, produit de manière écologique. Les chercheurs du monde entier travaillent d'arrache - pied pour rendre cette technologie plus simple et plus proche de l'industrie de l'énergie. L'Institut Max Planck de Magdebourg est à la pointe de la recherche sur ce système complexe et mène des recherches dans ce domaine depuis près de sept ans. Dans le cadre de ses travaux de recherche, l'Institut utilise pour ses équipements d'essai le système d'échange de chaleur Lauda, qui doit répondre aux exigences techniques extrêmement exigeantes des chercheurs.

Refroidissement rapide exigeant une grande précision

LAUDAHeating & Cooling Systems est la division industrielle du fabricant d'équipements de contrôle de température Lauda, qui planifie et fabrique des équipements de contrôle de température sur mesure en fonction des besoins du client. En réponse au projet de l'Institut Max Planck, Lauda a développé un système d'échange de chaleur de type ith 350. Cet appareil est utilisé pour le contrôle de la température du réacteur. Parmi ceux - ci, l'efficacité de refroidissement de l'équipement Lauda doit atteindre 100 K par minute et la température ne doit pas être dépassée pour ne pas compromettre la qualité du produit final. Par conséquent, l'équipement doit être refroidi rapidement sans descendre en dessous d'une certaine valeur de température afin de ne pas endommager le processus. C'est également un défi pour les ingénieurs Lauda, car les systèmes d'échange de chaleur sont généralement utilisés pour le contrôle thermostatique. Et pour le projet de recherche de l'Institut Max Planck, l'appareil doit maintenant réagir et se refroidir rapidement.

Refroidissement efficace de 340°c à 150°c en quelques minutes

La réaction de méthanisation libère de grandes quantités d'énergie thermique et de températures élevées qui peuvent endommager le réacteur, en particulier le catalyseur. Jusqu'à présent, ces processus ont été lancés progressivement, puis se sont stabilisés pendant plusieurs semaines. « Nous avons d’abord essayé de déterminer le fonctionnement dynamique de ce processus et d’élaborer des protocoles préliminaires pour de nouvelles stratégies d’exploitation et de nouvelles conceptions de réacteurs. Des résultats significatifs ont déjà été obtenus sur la base de calculs informatiques et nous espérons maintenant les valider à l’aide d’équipements d’essai », explique Jens Bremer, responsable du projet. Les exigences en matière de contrôle de la température sont proportionnellement plus élevées. Le système d'échange de chaleur Lauda atteint la précision requise à cet effet. « la performance et la puissance du réacteur dépendront en grande partie de son refroidissement. Le contrôle de la température rapidement réglable permettra de réagir de manière flexible aux influences extérieures, telles que la réduction de l’apport en hydrogène, sans avoir à éteindre le réacteur », explique Jens Bremer.

Au cours de ce processus, le réacteur est chauffé électriquement à 340°c. La réaction exothermique commence dès que la température de consigne du réacteur est atteinte et doit être refroidie rapidement à 150°c. L'électrovanne couramment utilisée sert d'élément de régulation et est évidemment trop lente pour une telle application. En fonction de la quantité régulée, la puissance de refroidissement peut être modifiée à l'aide d'une vanne. Lorsqu'il est refroidi avec de l'eau de refroidissement, la puissance de refroidissement est limitée dans les tâches de refroidissement conventionnelles pour des raisons de protection du matériau, ce qui permet de protéger le matériau même en cas de fortes variations de température. Dans ce cas, c'est - à - dire qu'il est nécessaire de démarrer rapidement la tâche pour atteindre la vitesse de refroidissement souhaitée sans exercer une pression excessive sur le matériau. Les ingénieurs de Lauda ont donc installé une vanne pneumatique à trois voies qui s'ouvre en deux secondes pour assurer un refroidissement du fluide caloporteur qui ne descend pas en dessous de 150°c par minute.

À l'intérieur, le système d'échange de chaleur se compose de deux circuits de contrôle de la température. Un circuit contrôle la température de la cuve tampon et le second contrôle la température de l'unité d'essai de l'Institut Max Planck. Les deux circuits sont connectés l'un à l'autre et utilisent le même support par l'intermédiaire d'une mémoire média. Une autre exigence du client pour l'équipement est que le fluide caloporteur utilisé doit fonctionner à des températures allant jusqu'à 350 ° c. C'est pourquoi Lauda a choisi des huiles conductrices de chaleur qui répondent aux exigences élevées en matière de matériaux.

Répondre aux exigences particulières des clients

LAUDAUn système spécial d'échange de chaleur a été développé et conçu sur la base d'un projet de l'Institut Max Planck. Dès la phase de développement avec un ordinateur, les conditions spatiales limitées ont été prises en compte. L'équipement doit être placé à l'intérieur d'un dôme de sécurité spécial, ce qui rend l'armoire de commande nécessairement installée à côté. Selon les exigences du client, une partie de l'interface est située sur le côté inférieur de l'appareil. Lors de l'installation, Lauda a expédié l'équipement en deux parties à Magdebourg, où il a été assemblé avec une grue suspendue à l'intérieur d'un boîtier en verre de sécurité.

LAUDALe système d'échange de chaleur pour le développement dans le domaine de la Méthanisation est déjà la deuxième fourniture à l'Institut Max Planck. Les chercheurs ont été très satisfaits de la performance de ce fabricant d’équipements de contrôle de température: « Nous avons reçu des conseils et des conseils méticuleux de la conception du projet à la mise en œuvre finale du site. Parmi les fabricants que nous avons contactés, aucun autre n’a été en mesure de nous donner une solution aussi flexible pour nos tâches particulières », explique Jens Bremer, chef de projet.

À propos de Lauda

Nous sommes Lauda – le marché mondial dans le domaine du contrôle de la température. Nos équipements de contrôle de température et nos systèmes de chauffage / refroidissement sont au cœur de nombreuses applications. En tant que fournisseur de services, nous garantissons (zui) de bonnes températures dans la recherche, la production et le contrôle de la qualité. Nous sommes un partenaire de confiance, en particulier dans les secteurs de l'automobile, de la chimie / pharmacie, des semi - conducteurs et des technologies de laboratoire / médicales. Depuis plus de 60 ans, nous offrons chaque jour à nos clients des conseils professionnels et des solutions de conception innovantes et respectueuses de l'environnement.

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À l'Institut Max Planck de Magdebourg, le système d'échange de chaleur Lauda sera bientôt installé dans un boîtier en verre de sécurité. (Crédit photo: Institut Max Planck / Gabriele Ebel)

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Le système d'échange de chaleur est adapté aux besoins spécifiques du client. La figure est un appareil ouvert. Tous les câbles sont isolés thermiquement avant la livraison. (Crédit photo: Lauda)

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L'Institut Max Planck utilise l'équipement Lauda pour l'étude des processus de stockage d'énergie. Pour ce faire, le système doit être capable de contrôler la température à 150 ° c. (Image: Lauda)

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Lors de la conception de l'équipement, les conditions limitées du site ainsi que les exigences particulières des chercheurs ont été prises en compte. L'Institut Max Planck est très satisfait de la performance du fabricant. (Crédit photo: Institut Max Planck / Jens Bremer)