2016-01-01  –  2018-12-31

81.800,00 EUR

Hochschule Zittau/Görlitz - Fakultät Maschinenwesen - Fachgebiet Energiesystemtechnik, Zittau, Sachsen

03ET1363A

Hochtemperaturspeicher [EA2143]

01165746/1  –  MoLaSKa: Modulare Latentwärme-Speicherelemente für Kaminöfen

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESN3)

Energie

Scheitholzbefeuerte Kaminöfen stellen eine bereits weit verbreitete und klimaneutrale Raumheiztechnologie dar. Dem Vorteil der Nutzung regenerativer Brennstoffe stehen Nachteile hinsichtlich Energieeffizienz und Bedienkomfort entgegen. Im Projekt sollen latente thermische Speicherelemente auf Basis von Nitrat- und Nitritsalzen (Phasenwechselmaterialien, PCM) entwickelt werden, die Wärme direkt aus dem Feuerraum oder aus dem Rauchgas auskoppeln. Die energetische Effizienz wird hauptsächlich durch die Reduzierung von Abgasverlusten verbessert, der Bedienkomfort und damit die Nutzerakzeptanz steigen durch die Verlängerung der Zyklen der Brennstoffzufuhr. Im Projekt soll sowohl eine wärme-, strömungs- als auch sicherheitstechnische Optimierung der Speichermodule erfolgen. Besonderes Augenmerk wird auf die Möglichkeit der gesteuerten Entladung (Wärmeabgabe an den Raum) durch innovative Mechanismen der konvektiven Wärmeübertragung mit der Wärmespeicheroption über Nacht gelegt. Zunächst erfolgt die Untersuchung der Möglichkeiten einer effizienten Wärmeauskopplung aus den Kaminfeuerstätten mit Hilfe mathematischer Modelle, dabei wird die seitliche Anbringung von Speichermodulen am Kamin ebenso geprüft wie deren Integration in den Rauchgasstrom. Ausgewählte Speichermodule werden in nächsten Schritt als Demonstratoren gefertigt (Werkstoffauswahl, Korrosionsschutz, Fertigungs- und Befülltechnologie) und im Labor mit simulierten Wärmequellen getestet, es erfolgt eine Validierung der Berechnungsergebnisse. Es schließen sich Arbeitsschritte zur Implementierung von Speicherdemonstratoren in Kaminöfen an, wobei thermische (Ankopplung beim Beladen, gesteuerte Entladung durch Raumluftkonvektion) und sicherheitstechnische Aspekte (Leckage- und Überhitzungsschutz, Wartung) zu beachten sind. Final erfolgt eine detaillierte zyklische Untersuchung der Speicherelemente an ausgewählten Kaminöfen unter praxisrelevanten Bedingungen.