마그데부르크에 있는 막스플랑크 연구소는 지속가능한 에너지 저장 시스템에 대한 연구를 진행하고 있다.LAUDA는 필요한 온도 제어 시스템을 제공합니다.

독일은 에너지 전환을 위해 2050년까지 재생에너지 발전량이 전력 소비량의 80% 를 차지해야 한다는 여러 조치를 취하고 있다.풍력, 태양광, 기타 재생가능에너지의 증가와 사회의 전기화정도가 날로 제고됨에 따라 경제, 정치, 과학 분야는 거대한 도전에 직면하고있다. 생산과잉시 분산획득한 에네르기는 될수록 효과적이고 지속적으로 저장되여 소비고봉기에 에너지공급망에 에네르기를 수송해야 한다.'파워 투 가스'(Power to Gas)는 전망이 밝은 에너지 산업 설계로 불린다.그것은 전해와 메탄화를 이용하여 풍력이나 태양열을 메탄으로 전환시킨다.따라서 에너지를 기체 형태로 저장하고 필요할 때 다시 이용한다.자동차 분야에서도 메탄화는 가스자동차의 보급을 추진할 수 있다.가스 자동차에 필요한 메탄은 생산 방식이 친환경적이다.세계 각지의 연구자들은 이 기술을 더욱 간소화하고 에너지산업에 더욱 접근하기 위해 전력을 다하고있다.마그데부르크의 막스플랑크 연구소는 이 복잡한 시스템의 연구 최전선에 있으며, 최근 7년 동안 이 분야의 연구에 종사해 왔다.연구 과정에서 연구소는 연구 인력의 까다로운 기술 요구 사항을 충족해야하는 시험 장비에 LAUDA 열 교환 시스템을 사용합니다.

고정밀 고속 냉각 필요

LAUDA는가열 및 냉각 시스템은 온도 제어 장비 제조업체인 LAUDA의 산업 부문으로, 고객의 요구에 따라 온도 제어 장비를 맞춤형으로 계획하고 제조합니다.LAUDA는 막스플랑크 연구소의 프로젝트에 맞춰 ITH 350형 열교환 시스템을 개발했다.이 장치는 반응기의 온도 제어에 사용됩니다.여기서 LAUDA 장비의 냉각 효율은 분당 100K에 달해야 하며 온도는 최종 제품의 품질에 영향을 주지 않도록 과충해서는 안 된다.따라서 설비는 특정 온도 값보다 낮지 않은 전제에서 반드시 신속하게 냉각하여 공정 과정에 손해를 끼치지 않도록 해야 한다.LAUDA 엔지니어에게는 전통적인 의미에서 열 교환 시스템이 항온 제어에 사용되는 경우가 많기 때문에 이것도 도전입니다.막스플랑크 연구소의 연구 프로젝트의 경우, 이 설비는 이제 신속하게 반응하여 냉각해야 한다.

340 ℃ 에서 150 ℃ 로 몇 분 안에 효과적으로 냉각

메탄화 반응은 대량의 열에너지와 고온을 방출하여 반응기, 특히 촉매를 손상시킬 수 있다.지금까지 이러한 프로세스를 점진적으로 시작한 후 몇 주 동안 안정적으로 실행했습니다."우리는 먼저 이 프로세스의 동적 작동 상황을 확인하고 새로운 실행 정책 및 반응기를 위한 초기 시나리오를 설계하려고 합니다.컴퓨터 컴퓨팅을 기반으로 의미 있는 결과를 승인받았으며, 이제 시험 장비를 사용하여 결과를 검증하고 싶습니다."프로젝트 책임자 인 Jens Bremer는 연구 목표에 대해 설명했습니다.온도 제어에 대한 요구가 상응하여 비교적 높다.LAUDA 열 교환 시스템은 이를 위해 필요한 정밀도를 구현합니다."리액터의 성능과 동력은 냉각에 크게 좌우될 것이다.빠르게 조절할 수 있는 온도 제어는 리액터를 끄지 않고 수소 공급량을 줄이는 등 외부 영향에 유연하게 반응할 수 있다"고 Jens Bremer는 말했다.

이 과정에서 반응기는 전기를 통해 340 ℃ 까지 가열된다.일단 설정온도반응기에 도달하면 방열반응이 일어나기 시작하므로 반드시 150 ℃ 로 신속히 냉각시켜야 한다.일반적으로 사용되는 전자 밸브는 조절 소자로 사용되는데, 이런 응용에 있어서 분명히 너무 느리다.조절량에 따라 밸브를 사용하여 냉각 전력을 변경할 수 있습니다.냉각수를 이용하여 냉각할 때, 재료를 보호하기 위해 일반적인 냉각 작업에서 냉각 전력이 제한되어 온도가 급변할 때에도 재료를 보호할 수 있다.이 경우 필요한 냉각 속도에 도달하기 위해 작업을 신속하게 시작해야 하며 재료에 과도한 압력을 가하지 않습니다.따라서 LAUDA 엔지니어는 2 초 이내에 열 전달 매체의 냉각 속도가 분당 150 ℃ 보다 낮지 않도록 공기 흐름 3 통 밸브를 설치했습니다.

내부적으로 열 교환 시스템은 두 개의 온도 제어 회로로 구성되어 있다.개의 회로는 완충 용기에 온도를 제어하고, 두 번째 회로는 막스 플랑크 연구소의 시험 장치에 온도를 제어한다.두 회로는 미디어 스토리지를 통해 서로 연결되며 동일한 미디어를 사용합니다.장비에 대한 고객의 또 다른 요구 사항은 사용 중인 전열 매체의 작동 온도가 최대 350 ℃ 여야 한다는 것입니다.따라서 LAUDA는 재료에 대한 높은 요구 사항을 충족하기 위해 열전도성 오일을 사용합니다.

고객의 특수 요구 사항 충족

LAUDA는막스플랑크 연구소의 프로젝트에 따라 특수한 열교환 시스템을 개발하고 설계했다.일찍이 컴퓨터를 사용하여 개발하는 단계에서 이미 제한된 공간 조건을 고려했다.장치는 특수한 안전 돔 안에 설치해야 하며, 따라서 컨트롤 캐비닛은 반드시 옆에 설치해야 한다.고객 요구 사항에 따라 일부 인터페이스는 디바이스의 아래쪽에 있습니다.설치 당시 LAUDA는 장비를 두 부분으로 나눠 마그데부르크로 운반했고, 그곳에서 크레인으로 안전유리로 만든 케이스 안에 들어 올려 조립했다.

LAUDA는메탄화 분야 개발을 위한 열교환 시스템은 맥스플랑크 연구소에 두 번째로 납품됐다.그곳의 연구원들은 이 온도 제어 설비 제조업체의 성과에 대해 매우 만족했다."프로젝트 설계에서 최종 현장 구현에 이르기까지 우리는 세밀한 건의와 지도를 받았다.우리가 연락한 제조업체 중 어떤 다른 제조업체도 우리의 특수 임무에 이런 유연성을 부여할 수 있는 솔루션이 없다"고 프로젝트 매니저 Jens Bremer는 설명했다.

LAUDA 정보

우리는 LAUDA - 온도 제어 분야의 세계 시장입니다.우리의 온도 제어 장치와 가열 / 냉각 시스템은 많은 응용 프로그램의 핵심입니다.서비스 공급업체로서 우리는 연구, 생산 및 품질 제어에서 (zui) 좋은 온도를 보장합니다.우리는 특히 자동차, 화학 / 제약, 반도체 및 랩 / 의료 분야에서 신뢰할 수 있는 파트너입니다.60여 년 동안 우리는 매일 새로운 모습으로 우리의 전문적인 자문과 혁신적인 친환경 설계 방안을 제공하여 우리의 고객을 만족시켰다.

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마그데부르크의 막스플랑크 연구소에서 LAUDA 열교환 시스템은 조만간 안전유리로 만든 케이스에 설치될 예정이다.(사진: 막스플랑크연구소/Gabriele Ebel)

사진 2: pic_LAUDA_HKS_ITH_350_MPI_02_rho

열 교환 시스템은 고객의 특정 요구 사항에 맞게 조정되었습니다.그림은 열려 있는 장치입니다.모든 케이블은 배송 전에 단열 처리되었습니다.(사진: LAUDA)

그림 3: pic_LAUDA_HKS_ITH_350_MPI_03_rho

막스 플랑크 연구소는 에너지 저장 과정에 대한 연구를 위해 LAUDA 장비를 사용합니다.이를 위해서는 온도를 150°C로 제어할 수 있어야 합니다. (사진: LAUDA)

그림 4: pic_LAUDA_HKS_SUK_350_4_18-12-06_rho

설비를 설계할 때 현장의 제한된 조건과 연구자들의 특수한 요구를 고려하였다.막스 플랑크 연구소는 제조업체의 성과에 매우 만족했다.(사진: 막스플랑크연구소/Jens Bremer)