Abwärmerückgewinnungssystem

HiETA hat ein innovatives Abwärmerückgewinnungssystem entwickelt und auf dem Prüfstand getestet, welches primär für die internen Verbrennungsmotoren von Automobil- und Lastkraftfahrzeugen gedacht ist, aber auch Anwendung in Energie-, Marine-, Bahn- und Geländebereiche findet. Gemeinsam mit den Kooperationspartnern Axes Design, der Universität Bath und Equipmake hat HiETA ein Prototypsystem entwickelt, gebaut und getestet und unser thermodynamisches Modell validiert.

Das System basiert auf einem invertierten Brayton-Kreisprozess und nimmt in seiner Basisform Abgas (nach Behandlung) mit hohen Temperaturen und hohem Umgebungsdruck auf, expandiert durch eine Turbine, weist Wärme ab und verdichtet das Gas für die Abgabe entsprechend der Umgebung erneut. Die Hochtemperaturexpansion erzeugt mehr Arbeit als die Niedertemperaturverdichtung und von daher erzeugt das System Nettoleistung. HiETA und seine Partner entwickeln nun ein fortschrittliches System, das auch ein teilweises Clausius-Rankine-Kreisprozesselement integriert und Leistung sowie Effizienz wesentlich steigert.

Das System bietet zahlreiche einzigartige Vorteile. In seiner Basisform umfasst es einen Turbolader, einen Wärmetauscher und eine Elektromaschine und somit ist es einfach erhältlich, skalierbar und kostengünstig. Im Gegensatz zu Konkurrenztechnologien, wie Turbo-Compound-Technik und Rankine-Kreisprozess mit organischen Flüssigkeiten, kommt hier kein Gegendruck zum Zug und das System kann sogar für einen Betrieb mit einem druckverminderten Eingangsdruck konfiguriert werden, was einzigartige Vorteile für Fahrzeughersteller bietet. Es ist auch sehr leicht – das Prototyp-System für einen 2,0 l-Gasmotor wog weniger als 10 kg.

Das Prototyp-System wurde auf einem Heißgasprüfstand an der Universität Bath betrieben und hat eine Leistung von mehr als einem Kilowatt generiert. Vorteile in Bezug auf Treibstoffeinsparungen/Emissionsreduktionen über einen gesamten Automobilfahrzyklus wurden zwischen 5-15% berechnet und für stationäre Energie- oder ähnliche Anwendungen können diese bis zu 20% betragen.

HiETA hat seinen Wärmetauscher mit der bislang höchsten Effizienz für diese Anwendung entwickelt und getestet (über 96%) und der kompakte Wärmetauscher mit zahlreichen Baugruppenmöglichkeiten und geringem Druckverlust stellt einen der entscheidenden Faktoren dar, der diese Technologie erfolgreich macht.

Die Gruppe arbeitet an der Weiterentwicklung dieser Technologie und hofft, bald ein Fahrzeug vorstellen zu können.