Verbundvorhaben HT-VSI: Entwicklung einer Vakuumsuperisolation als hocheffiziente Wärmedämmung für industrielle Hochtemperatur-Anwendungen; Teilvorhaben: Entwicklung von evakuierbaren Hochtemperatur-Dämmpaneelen
Zeitraum
2018-12-01 – 2022-12-31
Bewilligte Summe
154.676,70 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03ET1639B
Leistungsplansystematik
Energiesparende Industrieverfahren - Industrieöfen [EA3204]
Verbundvorhaben
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESN4)
Förderprogramm
Energie
Ein großer Teil des Primärenergieverbrauchs in Deutschland entfällt auf Prozesse der energieintensiven Industrien (z.B. Metall, Glas) bei Hochtemperatur (HT, 200 °C bis ca. 1.000 °C). Trotz Dämmung und Wärmerückgewinnung treten oft hohe thermische Verluste auf. Zur Steigerung der industriellen Energieeffizienz befasst sich dieses Vorhaben daher mit der Entwicklung einer hocheffizienten HT-Wärmedämmung in Form einer Vakuumsuperisolation (VSI). Gemäß Berechnungen können mit dieser bis ca. 100 °C bereits etablierten Technologie auch bei hohen Temperaturen ca. 4-10fach bessere Dämmwerte bei konkurrenzfähiger Wirtschaftlichkeit erreicht werden. Das Funktionsprinzip der VSI basiert auf der Evakuierung poröser Pulvermaterialien (pyrogene Kieselsäure, expandiertes Perlit) zur Unterdrückung der Gaswärmeleitung. Indem die Pulver zu Platten gepresst und mit einer vakuumdichten Folie umhüllt werden, lassen sich insbesondere ebene Vakuumisolationspaneele (VIPs) herstellen. Die im Rahmen des Vorhabens zu leistende Übertragung der VIP-Technologie auf den HT-Bereich erfordert die Ersetzung der bisher als VIP-Hülle verwendeten metallbeschichteten Kunststofffolien, welche nicht dauerhaft für Temperaturen über 80 °C geeignet sind. Stattdessen müssen HT-beständige Stahlfolien eingesetzt werden, wobei die Foliendicke aufgrund von Wärmebrücken an den Rändern möglichst gering zu halten ist. Neben der Auswahl geeigneter Stähle ist somit vor allem die Entwicklung einer ökonomischen Fertigungstechnik für die VIP-Hülle inklusive einem geeignetem Schweißverfahren für dünne Stahlfolien notwendig, um HT-VIPs herzustellen. Hauptanwendungsgebiet der HT-VSI in diesem Vorhaben sind mobile Feststoff-Wärmespeicher in Containerbauweise bei Speichertemperaturen von 200 bis 600 °C. Diese sollen mit HT-VIPs gedämmt werden, um die Effizienz der Wärmespeicherung zu verbessern sowie das hohe Abwärmepotenzial energieintensiver Industrien innerbetrieblich bzw. extern (Fernwärme) besser zu nutzen.
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