Moderne Dampfmacher Forscher entwickeln smarte Steuerung für elektrische Dampferzeuger

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Dampf braucht man nicht nur beim Bügeln oder Kochen. Viel davon nutzt die Industrie für Reinigungszwecke. Kölner Forscher haben nun die elektrische Dampferzeugung ins Industrie-4.0-Zeitalter versetzt.

Dampferzeuger unterstützen diverse industrielle Prozesse, heißt es. Beispielsweise wird der Dampf zum Sterilisieren, bei der Verarbeitung von Lebensmitteln, zur Reinigung von Verpackungen oder als Träger chemischer Stoffe gebraucht. Mit den Systemen wird bekanntlich Wasser durch Energiezufuhr (elektrischer Strom, fossile Brennstoffe, Biomasse oder brennbarer Müll) in einem Kessel unter Druck erhitzt, bis es verdampft. Doch stetig steigende Energiekosten und Umweltauflagen machen den Einsatz üblicher elektrischer Dampferzeuger zunehmend teurer. An diesen Punkten knüpfe das Vorhaben „Modularisierung smarter elektrischer Dampferzeuger“ an, das von Forschern der TH Köln ausgeführt wird.

Dampferzeugung mit gehobener Ausfallsicherheit

Um die elektrische Dampferzeugung effektiver zu machen und energetisch anzupassen, entwickelt ein Forschungsteam vom Institut für Automatisierungstechnik der TH Köln eine neue Software, mit der zukünftig Diagnose-, Wartungs-, und Fernsteuerungsaufgaben erfüllt werden können, wie es weiter heißt. Der Kooperationspartner ist das Unternehmen Jordan Prozesstechnik GmbH aus Köln, der den dafür geeigneten elektrischen Dampferzeuger herstellt.

Die Software soll etwa überwachen, ob die Anlage effizient arbeite. Außerdem soll sie den Wartungsbedarf zum optimalen Zeitpunkt vorhersagen können – man spricht dabei auch von Condition Monitoring. Die Wartung darf dabei nicht zu spät, beispielsweise erst beim Stillstand des Systems, aber auch nicht zu früh erfolgen, um keine Ressourcen zu verschwenden, erklären die Forscher. Dazu muss der Verschleißzustand einzelner Betriebsmittel bekannt sein, folglich müssen die dafür relevanten Daten erfasst und gespeichert werden, wobei Rechenmodelle genutzt.

Mit der Zeit, führen die Experten weiter aus, ändern sich allmählich verschmutzende Heizrohre in puncto thermische Eigenschaften. Dabei wird der Wärmeübergang schlechter, was die Energieeffizienz schmälert. Mit der Auswertung verschiedener Messwerte soll eine fortgeschrittene Verschmutzung nun frühzeitig erkannt und gemeldet werden können. Durch Überwachung der elektrischen Leitfähigkeit des Wassers im Kessel könne dann die sogenannte Abschlämmung veranlasst werden, bei der Schmutz, wie beispielsweise Kalk und Sand, entfernt werden.

Ein Teil des Projekts ist außerdem die Integration von Dampferzeugern in Gesamtanlagen. Bisher sind sie nämlich ein isoliertes Modul innerhalb einer großen Produktionsanlage. Die Forscher möchten folglich die Dampferzeuger sowie die algorithmisch gestützte Ansteuerung mit den anderen Teilen smart vernetzen, um alles in die übergeordnete Steuerung der industriellen Anlage integrieren zu können.

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