Fresh Magazing 2019

Der Small Cube, im Untergeschoss besteht aus vier kleinen,
unabhängigen Simulationskammern, von denen jede die Umweltbedingungen
des Alpenraums simulieren kann. Die Testkammern,
die über einen gemeinsamen Schleusenraum zugänglich
sind, sollen vorwiegend für Langzeitexperimente mit
einer Dauer bis zu sechs Monaten und als Labore für die Vorbereitung
und Analyse organischer Proben genutzt werden.
Hauptsächlich werden die Simulationskammern jedoch für die
Agrarforschung eingesetzt.
Die Simulationskammern des terraXcube werden somit in
Zukunft eine Vielzahl an Erkenntnissen für die Medizin, Landwirtschaft
und Industrie liefern.
Eurac Research ist die Institution, die hinter der Testinfrastruktur
terraXcube steckt. Das private Forschungszentrum
mit Hauptsitz in Bozen wurde 1992 als privater Verein mit nur
12 Mitgliedern gegründet. Heute beschäftigt es über 400 Forscher
verschiedenster Disziplinen, die sich mit zentralen Herausforderungen
unserer Zeit befassen: lebenswerte Regionen
zu schaffen, zu einer gesunden Gesellschaft beizutragen und
Vielfalt – sozial, kulturell, wirtschaftlich und ökologisch – zu bewahren
und zu gestalten. Die Forschungsarbeit knüpft an lokal
wichtige Belange an, um dann Lösungen auszuarbeiten, die
auch anderswo auf der Welt Anwendung finden können. So entstand
die Idee zum terraXcube, dem wohl außergewöhnlichsten
Labor des Forschungszentrums.
Das einmalige Projekt wurde von der Firma regineering mit
Sitz im bayrischen Preith, im Auftrag der Eurac Research, realisiert.
regineering verantwortete die Detailplanung, Auslegung
und den Bau der gesamten Anlage. Im Juni 2017 wurde begonnen
den Rohbau zu errichten und bereits im November 2018
wurde die Anlage pünktlich eröffnet.
Das bayrische Unternehmen ist spezialisiert auf Planung und
Verwirklichung von anspruchsvollen Sonderprüfständen und
Klimakammern. Ein besonderer Fokus liegt dabei auf der Konzeption
und Realisierung von hochspezialisierten, individuellen
Umweltsimulationsanlagen aller Art. Um Projekte wie den terraXcube
zu realisieren und Anlagen dieser Art zu bauen, besteht
Herzstück des terraXcube im Erdgeschoss ist der 360 m³ große Simulationsraum,
der sich für komplexe Tests mit viel Platzbedarf und höchsten
technischen Ansprüchen anbietet
regineering aus einem hochspezialisierten und diversifizierten
Team aus Ingenieuren, Physikern, Planern, Technikern und
Monteuren.
Individuelle [CF]-Verbund-Systemlösung für Temperaturen
und Luftdrücke, wie auf dem Mount Everest.
Um den komplexen und individuellen Anforderungen und Zielen
des Auftraggebers Eurac Research hinsichtlich der Kühlung gerecht
zu werden, greift regineering neben seinen spezialisierten
Experten aus den verschiedensten Bereichen auf externe Partner
mit hoher Expertise zurück. So arbeitete regineering im Bereich
der Kälte-Systemtechnik vertrauensvoll mit dem [CF] Systems-
Geschäftsbereich der Christof Fischer GmbH zusammen.
Gemeinsam entwickelte regineering und das Team von [CF]
Systems ein individuelles Anlagenkonzept – abgestimmt auf die
spezifischen Anforderungen des terraXcube, den baulichen Gegebenheiten
des NOI Techparks in Bozen-Süd sowie dem Umstand,
dass die zum Einsatz gebrachten Luftkühler der Verbundanlage
extremsten Drucklagen ausgesetzt sein könnten.
Die Verbundsysteme – das Herzstück der
Kältetechnik
Die drei Verbundsysteme im terraXcube wurden von Fischer
Kälte-Klima im Stuttgarter Werk anschlussfertig gebaut und
während des Bauprozesses von KKR – Kälte Klima Röhler aus
Bozen gemeinsam mit regineering eingebracht. Zum Einsatz
kommen im Kältesystem des terraXcube neben einem auf halbhermetischen
Bitzer Schraubenverdichtern basierenden R449A
Sole-Kühlsatz mit Kelvion Plattenwärmetauscher zwei subkritische
CO 2
-Anlagen mit halbhermetischen GEA Bock-Verdichtern.
Bei der Projektierung der Verbundanlagen mussten die speziellen
Anforderungen der Klimakammer explizit berücksichtigt
werden. Das Wechselspiel zwischen unterschiedlichen Drücken
und Temperaturen in der Klimakammer beeinflusste vor allem
die Auslegung des Luftkühlers entscheidend. So wurden in intensiver
Zusammenarbeit der Teams von [CF] Systems und dem
Hersteller Walter Roller GmbH sonderangefertigte Verdampfer-Blöcke
gefertigt und in der Klimakammer verbaut. Generell
wurde ein großes Augenmerk auf die Optimierung der Auslegung
der Komponenten gesetzt um ein besonders effizientes
Anlagendesign sicherzustellen.
Im Sole-Kühlsatz mit einer Kälteleistung von 470 kW bei
t 0
=-14 °C wurden zum besseren Teillastverhalten der Anlage
zwei Bitzer-Schraubenverdichter des Typs HSK 8551-110 sowie
ein weiterer Bitzer-Schraubenverdichter des Typs HSK 7471-
90 anstelle einer Einzel-Verdichter-Lösung verbaut. Höchste
Effizienz der NK-Anlage wird durch den Einsatz eines Economizer-Systems
bestehend aus einem Plattenwärmetauscher und
elektronischem e2v-Expansionsventil von Carel sichergestellt.
Durch die Schrittmotorventile von Carel und den eingesetzten
EVD evolution-Regler kann die Überhitzung sehr genau gesteuert
werden und somit Regelschwankungen, die sich negativ
auf die Verdampfungstemperatur auswirken, vermieden
werden. Die Soletemperatur des verwendeten Wärmeträgers
Antifrogen KF wird durch den Flüssigkeitskühlsatz von -7 °C
auf -12 °C gesenkt. Besondere Wirkkraft durch die optimierte
Auslegung des Verdampfers als Plattenwärmetauscher zeigt
sich bei der Temperaturdifferenz von nur 2 Kelvin zwischen
Verdampfungstemperatur (-14 °C) und der Soleaustrittstempe-
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