Expander

Expander erzeugen Drehmoment

Das Herzstück der Abwärmenutzungssysteme der SteamDrive GmbH sind die Hubkolben-Expander. Die Abwärme wird im Wärmetauscher in Dampf umgewandelt und dem Expander zugeleitet. In den Zylindern des Expanders entspannt sich der verdichtete Dampf und setzt die Kolben in Bewegung. Dabei wird ein Drehmoment erzeugt, das entweder direkt einem Antrieb zugeführt oder in elektrische Energie gewandelt werden kann. Im Gegensatz zu Dampfturbinen bietet ein Hubkolben-Expander auch bei kleineren Leistungen und wechselnden Arbeitspunkten sehr gute Wirkungsgrade.


SteamTrac

SteamTrac erhöht das Drehmoment des Verbrennungsmotors

Zehn Prozent mehr Leistung in Kraftwerken. In Blockheizkraftwerken und Biogasanlagen kann die gewonnene Mehrleistung größerer Motoren via SteamTrac bis zu 10 % betragen. Aus der Abwärme eines 250 kW Gasmotors holt der Dampfexpander z.B. eine Zusatzleistung von rund 20 kW. In Deutschland, Großbritannien, Italien und der Tschechischen Republik sind Abwärmenutzungssysteme der SteamDrive GmbH bereits im Dauereinsatz. Die eingesetzten Gasmotoren erreichen die Mehrleistung ohne zusätzlich CO2 abzugeben. Dabei kommt meist technisches Wasser als Arbeitsmedium zum Einsatz. Auch dies ist extrem umweltfreundlich und in der Handhabung unbedenklich. Durch die relativ kompakte Bauart eignet sich diese Art der  mechanischen Einkopplung der zurückgewonnenen Energie auch hervorragend in Fahrzeugen und Schiffen.


SteamDrive

SteamDrive erzeugt Strom aus Abwärme

Mit dem SteamDrive wird die zurück gewonnene Energie nicht direkt einem Antrieb, sondern einem Generator zugeführt. Die Funktionsweise ist analog zum SteamTrac. Beide Abwärmenutzungssysteme verfügen über eine integrierte Schmierung und eignen sich sowohl zum direkten Einbau als auch zum Nachrüsten. Der SteamDrive als Kompaktmodul lässt sich allerdings einfacher an bereits bestehende Systeme ankoppeln als der SteamTrac. Neben den ökologischen bieten die beiden Systeme durch den geminderten Kraftstoffverbrauch und die zusätzliche Wärmeeinspeisung in die Kraft-Wärme-Kopplung auch einen ökonomischen Vorteil. Je nach Applikation stehen verschiedene Bauarten von Wärmetauschern zur Verfügung.


Funktion der SteamDrive und SteamTrac Systeme

Das Arbeitsmedium (VE-Wasser) wird durch eine Pumpe unter Druck gesetzt und in den Arbeitskreis gefördert. In einem in den Abgasstrang oder Abwärmestrom integrierten Wärmetauscher (Direktdampferzeuger) wird das Arbeitsmedium mittels der im Abgas enthaltenen Wärme erwärmt, verdampft und überhitzt. Der überhitzte Dampf wird in einer Hubkolbenexpansionsmaschine entspannt. Dabei entsteht mechanische Arbeit, welche direkt in den Verbrennungsmotor eingekoppelt werden kann oder über einen Generator in das elektrische Netz eingespeist wird. Das entspannte Arbeitsmedium wird im Kondensationswärmetauscher kondensiert und in einem geschlossenen Kreislauf wieder dem Arbeitsmedientank zugeführt. Der Kondensationswärmetauscher wird in den Kühlkreislauf des BHKWs integriert. Diese Restwärme kann zudem noch über eine Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) weiter genutzt werden, da die Kondensation auf dem Temperaturniveau des Vorlaufes der KWK stattfindet. Der gesamte Prozess und die Einbindung in das BHKW bzw. die Industrieanlage werden durch die Systemsteuerung gesteuert und überwacht.