Neuer 3D-Hochleistungs-Rekuperator: hochtemperaturfest – gasdicht – ultrakompakt

Für die unterschiedlichen Einsatzbedingungen wurden verschiedene Bauarten mit spezifischen Eigenschaften entwickelt, wie z. B. Rohrbündel-, Platten- oder heat-pipe-Rekuperatoren.
In jüngster Zeit entstand speziell durch die stärkere Nachfrage für mobile Wasserstoff- und Brennstoffzellenanwendungen sowie P2X-Anlagen der Bedarf an neuen Rekuperatoren mit besseren Leistungswerten. Im Rahmen der Entwicklung von Wasserstoff-Reformermodulen für die Stromversorgung von Schiffen wurde ein neuer Hochleistungs-Rekuperator entwickelt. Dieser bietet viele technische Verbesserungen, wie Hoch­temperaturfestigkeit bis 1.000 °C bei gleichzeitiger Gasdichtheit (auch bei Wasserstoff) und eine sehr kompakte Bauweise. Er erreicht spezifische Leistungswerte bis zu 8 MW/m³, diese liegen 25-fach höher als bei konventionellen Rohrbündelrekuperatoren, bei gleicher Betriebssicherheit. Ermöglicht werden diese Leistungswerte durch die Verwendung von wärme- und strömungstechnisch optimierten Rohrbündeln aus der 3D-Druck-Fertigung (SLM). Die Strömung im gesamten Rekuperator und die Wärmeübertragung werden durch die neu entwickelten Einbauten und Profile stark verbessert.

Neben der Wasserstofferzeugung im Reformermodul ist dieser Hochleistungs-Rekuperator auch für viele andere anspruchsvolle Anwendungen geeignet. So können z.B. bei der Erwärmung und Kühlung gefährlicher Gase Plattenrekuperatoren größengleich ersetzt und gleichzeitig das Risiko für Leckagen deutlich gesenkt werden. Erreicht wird dies durch die stabile Ausführung der einzelnen Komponenten des neuen Hochleistungs-Rekuperators und die belastbaren Schweißverbindungen mit einer ausreichenden Materialstärke. Die wärme­technischen Dehnungen und die Belastung der Schweißnähte werden minimiert. Mit diesem neuen Hochleistungs-Rekuperator sind viele neue Anwendungen mit geringem Platzbedarf und hohen Sicherheitsanforderungen realisierbar.