Signifikante Weiterentwicklung der Biogas-Motorentechnik bzw. deutliche Erhöhung des Wirkungsgrades

Ziel des Projektes war die Entwicklung einer modular aufgebauten Gasmischer-Baureihe, die für das geplante BHKW maßgeschneidert ausgelegt werden sollte und auf die besonderen Anforderungen beim Einsatz von Biogas mit zeitlich variablem Heizwert optimiert werden sollte.
Um einen hohen Wirkungsgrad des BHKW's trotz schwankendem Heizwert des Biogases zu gewährleisten, sollten die Gasmischer über präzise einstellbare Misch- und Strömungsverhältnisse bei gleichzeitig geringstmöglichen Druckverlusten verfügen.

Die heute am Markt befindlichen Gasmischer weisen in Hinsicht auf den Druckverlust teilweise erhebliche Defizite auf. In Kombination mit einer eingeschränkten Angebotsvielfalt führt dies dazu, dass in bestimmten Betriebszuständen sehr ungünstige Druckverhältnisse innerhalb des Gasmischers entstehen können.
Zudem haben am Markt befindliche Gasmischer in der Regel ein großes Untersetzungsverhältnis vom Elektromotor zum Excenter, was auch bei guter Regelung eine stets schwankende Spaltbreite verursacht. Damit stand ein handelsüblicher Gasmischer dem Projektziel einer signifikanten Wirkungsgradsteigerung des BHKWs unter Einhaltung der Abgasgrenzwerte der TA-Luft entgegen.
Ein weiteres Entwicklungsziel war der modulare Aufbau der Gasmischer. Die Mischer sollten bei gleich bleibender geometrischer Form und Baugröße allein durch die Auswahl einer passenden Einsatzgruppe, bestehend aus Verdrängungskörper und Auslaufstrecke, an verschiedene BHKWs einer Leistungsklasse appliziert werden. Das heißt, für jede BHKW-Größe innerhalb einer Leistungsklasse sollten die Gasmischer optimale Druckbedingungen bei allen Arbeitsbedingungen liefern.

Das Entwicklungsvorhaben „modularer Gasmischer“ umfasste theoretische und experimentelle Aufgaben, welche an der FH Münster parallel durchgeführt wurden. Im theoretischen Bereich kamen CFD-Simulationen zum Einsatz, deren Berechnung mit dem kommerziellen CFD-Solver "Ansys-Fluent" erfolgte. Die mittels numerischer Simulation erarbeiteten Ergebnisse zur Auslegung des Mischers wurden im experimentellen Teil des Projekts in einem eigens aufgebauten Prüfstand verifiziert und abgesichert.