Leise und effiziente Kühlstrategie für Brennstoffzellenantriebe in Drehbohrgeräten

Verbundvorhaben MABAS: Modulares Antriebskonzept mit Brennstoffzelle für Anwendung im Spezialtiefbau

Schwere Baumaschinen wie Bagger, Radlader und Drehbohrgeräte werden auf Baustellen und in Mienen heute nach wie vor fast ausnahmslos mit leistungsstarken Dieselmotoren betrieben. Auf dem Weg hin zu einer CO2-neutralen Zukunft, ist auch die Bauindustrie auf der Suche nach alternativen Antriebskonzepten. Im Verbundvorhaben MABAS, wird ein herkömmliches Spezialtiefbaugerät auf einen Brennstoffzellen-basierten Antrieb umgerüstet werden. Beim Verbundvorhaben des Konsortialführers BAUER Maschinen GmbH, ist die Aufgabe des LSTM, eine effiziente und leise Kühlstrategie für das alternative Antriebskonzept zu entwickeln. Folgende Teilaufgaben werden dabei erledigt:

  • Prüfstandsuntersuchungen zu verschiedenen Anströmbedingungen von Microchannel-Wärmeübertragern:
Leise und effiziente Kühlstrategie für Brennstoffzellenantriebe in Drehbohrgeräten

Abbildung 1: Im Rahmen des MABAS-Projektes aufgebaute Prüfstandseinheit zur thermodynamischen Untersuchung der Kühlleistung von Wärmeübertragern
Abbildung 2: Links: Messen der Strömungsgeschwindigkeit in der Zuströmung mittels Laser-Doppler-Anemometrie, Rechts: Monitoring der Oberflächentemperatur am Wärmetauscher mittels Wärmebildkamera

Abbildung 2: Links: Messen der Strömungsgeschwindigkeit in der Zuströmung mittels Laser-Doppler-Anemometrie, Rechts: Monitoring der Oberflächentemperatur am Wärmetauscher mittels Wärmebildkamera
Abbildung 3: CFD-Simulation zur Untersuchung der Interaktion aller im Drehbohrgerät verbauten Lüftermodule

Abbildung 3: CFD-Simulation zur Untersuchung der Interaktion aller im Drehbohrgerät verbauten Lüftermodule

  • CFD-Simulation der Anströmbedingungen verschiedener Lüftermodule und Experimentelle Validierung mittels Rauchvisualisierung
Abbildung 4: Qualitative Validierung der Simulationsergebnisse mit Hilfe von verschiedenen Rauchfarben

Abbildung 4: Qualitative Validierung der Simulationsergebnisse mit Hilfe von verschiedenen Rauchfarben