Für ein gutes Klima an Bord

Ressourcenaufwand deutlich reduziert

Ein ebenso angenehmes wie konstantes Klima in der Kabine steht für Passagiere an Bord von Verkehrsflugzeugen ganz oben auf der Wunschliste. Den im Bereich der Übergangsverkleidung zwischen Rumpf und Tragflächen befindlichen Wärmetauschern (Heatexchanger) kommt hier eine wichtige Rolle zu. Wärmetauscher ermöglichen es, thermische Energie von einem Medium zu einem anderen zu übertragen, ohne dass die Medien – Wasser, Gas etc. – miteinander in Kontakt kommen.

Beim so genannten Luft-Luft-Lamellenwärmetauscher in einem Verkehrsflugzeug sind dies zum einen durch die Triebwerke aufgeheizte Luft und zum anderen kalte Außenluft. Die beiden Luftströme fließen in getrennten Kreisläufen durch senkrechte und waagerechte Aluminiumlamellen, die den Kern (Core) des Heatexchanger bilden. Durch entsprechendes Mischen der Luftströme lässt sich die Temperatur der Kabinenluft exakt regeln und auf das gewünschte Niveau bringen.

Um die im Flugbetrieb verschmutzten Aluminiumlamellen im Inneren der Heatexchanger (Core) von Ablagerungen und Verunreinigungen zu befreien, müssen diese regelmäßig gereinigt werden. Das ist umso schwieriger, da das Gehäuse und das Core nicht demontierbar und die empfindlichen Lamellen nur schwer zu erreichen sind. Außerdem lässt sich der Grad der Verschmutzung nur aus Erfahrungen nach Einsatzort und Flugstunden des Flugzeugs nur ungefähr bestimmen. Aufgrund der hohen Sicherheitsanforderungen im Hinblick auf mögliche Rückstände und der hohen Anforderungen an die Sauberkeit müssen die Heatexchanger in reproduzierbarer hoher Qualität gereinigt werden. Das ist umso wichtiger, da es bei mangelhafter Reinigung zu einem unzulässigen Druckverlust im Heatexchanger kommen kann.

Im Rahmen des Forschungsprojektes „Reinigung Heatexchanger" hat die Lufthansa Technik in Zusammenarbeit mit dem Bereich Verfahrenstechnik der Helmut-Schmidt-Universität Hamburg die technischen Voraussetzungen für die Entwicklung eines neuen Verfahrens zur Reinigung von Wärmetauschern geschaffen. In dem von April 2010 bis Oktober 2011 durchgeführten Forschungsvorhaben konnten die Grundlagen für ein ebenso ressourcen- wie bauteilschonendes Reinigungsverfahren geschaffen werden, das sich durch hohe und reproduzierbare Qualität auszeichnet. Das durch dieses vom Bundesministerium für Bildung und Forschung unterstützte Verfahren gewonnene Grundlagenwissen wird der Lufthansa Technik als Basis zur Planung zukünftiger Reinigungsanlagen dienen.

Mit Hilfe umfangreicher Untersuchungen der Verschmutzung und physikalisch-chemischer Oberflächenanalysen der Aluminiumlamellen im Core konnten die Ingenieure umfassende Erkenntnisse für die Entwicklung eines verbesserten Reinigungsverfahrens gewinnen. In darauffolgenden Arbeitspaketen galt es, einen geeigneten Reiniger zu finden und die Verfahrenstechnik für die zuvor analysierten Verschmutzungen zu optimieren. Zu diesem Zweck wurden die Cores der Wärmeübertrager in etwa fünf mal fünf Zentimeter große Würfel zerschnitten. Mit ca. 800 Würfeln stand dann ausreichend Probenmaterial für alle relevanten Versuchsreihen zur Verfügung.

Aus technischer Sicht konnten die wichtigsten Projektziele erreicht werden: So wurde aus einer Vielzahl von Reinigungsmitteln ein optimaler Reiniger identifiziert, der nicht nur gründlich reinigt, sondern auch die Oberfläche schont. Zusätzlich konnten für das derzeit eingesetzte Reinigungsverfahren viele Parameter verbessert werden. So konnte der Wasser- und Energieaufwand um 50 Prozent sowie die Reinigungs- und Trockendauer deutlich reduziert werden. Dank der differenzierten Testreihen wurde die Spülwassertemperatur optimiert. Darüber hinaus wird man zukünftig auch den Einsatz des früher zeit- und energieaufwendigen Tauchbads für die Heatexchanger deutlich reduzieren können. Auf Basis der gewonnenen Erkenntnisse des Forschungsprojektes konnte der Ressourcenbedarf für die Reinigung erheblich gesenkt werden, so dass Heatexchanger zukünftig nicht nur wesentlich ökonomischer, sondern – ganz im Sinne einer umweltverträglichen Instandhaltung („Green MRO") – auch entsprechend ökologischer gereinigt werden können.