ISBN 978-3-8439-0807-8

978-3-8439-0807-8, Reihe Ingenieurwissenschaften

Olaf Jacobsen
Steuerung und Regelung für eine energieeffiziente Laderaumbelüftung auf Kühlcontainerschiffen

102 Seiten, Dissertation Technische Universität Hamburg-Harburg (2012), Softcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

Werden Kühlcontainer in Laderäumen von Schiffen transportiert, so ist dafür zu sorgen, dass die Abwärme der Kühlcontainer aus dem Laderaum abgeführt wird. Die Wärmeabfuhr erfolgt meistens über die Ventilation des Laderaumes. Das Schalten der Lüfter erfolgt zurzeit nach Einschätzung des Luftbedarfes durch die Besatzung. Es wird vermutet, dass eine Energieeinsparung durch eine automatische Steuerung der Lüfter möglich ist.

Die Umgebungstemperatur der Kühlcontainer darf im Betrieb nicht über 50 °C steigen, damit die Funktion des Kältekreislaufes sichergestellt ist. Die Leistungsaufnahme von Kühlcontainern ist sowohl von der Solltemperatur der zu transportierenden Ladung als auch von der Umgebungstemperatur abhängig.

In dieser Arbeit werden die Ergebnisse von Messungen an Bord einer Serie von Schiffen dargestellt und Simulationen, die die angeführte Vermutung bestätigen. Mit der Simulation werden verschiedene Beladezustände bei den sich während der Fahrt ändernden Umgebungstemperaturen simuliert und die sich einstellenden Temperaturen im Laderaum berechnet. Aus diesen Daten werden dann die vor den Kühlcontainern herrschenden Temperaturen bestimmt, aus denen die Leistungsaufnahme der entsprechenden Kühlcontainer berechnet wird. Die Simulationen sowie die Messungen zeigen, dass die Lüfterleistungen durch Abschalten von Laderaumlüftern im Laufe der Reisen bei Fahrten in kältere Klimazonen reduziert werden können. Die vorgeschlagene Steuerung ermittelt bei gegebener Temperatur im Laderaum, bekannter Temperatur der Luft über der See und bekanntem Kühlzustand der Container den energieoptimalen Schaltzustand der Lüfter.

Die notwendige Erfassung der Laderaumtemperaturen kann über das Fernüberwachungssystem der Kühlcontainer erfolgen. Über dieses System werden neben den Betriebszuständen der Kühlcontainer auch deren Umgebungstemperaturen übertragen. Da ca. 70 % der Kühlcontainer mit dieser Technik ausgestattet sind, kann aus den Daten ein repräsentatives Bild der Laderaumtemperaturen erhalten werden. Die Umgebungstemperaturen der einzelnen Kühlcontainer sollen zusammen mit deren Stellplatzinformationen an die Lüftersteuerung übergeben werden, die dann mit den hinterlegten Algorithmen eine Zu- oder Abschaltentscheidung trifft.