Verbundvorhaben HT-VSI: Entwicklung einer Vakuumsuperisolation als hocheffiziente Wärmedämmung für industrielle Hochtemperatur-Anwendungen; Teilvorhaben: Wissenschaftliche Untersuchungen sowie Aufbau und Vermessung industrieller Pilotanwendungen
Zeitraum
2018-12-01 – 2022-12-31
Bewilligte Summe
1.079.526,62 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03ET1639A
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- und VSI-Technologie auf Temperaturen von ca. 600 °C bzw. maximal 1.000 °C erfordert die wissenschaftliche Untersuchung des Wärmetransports in den VSI-Pulvern, um diese für HT-Anwendungen zu optimieren. Besondere Aufmerksamkeit muss dabei der Wärmeübertragung durch Strahlung zukommen, die bei hohen Temperaturen erheblich ansteigt, und zu deren Minimierung die Beimischung absorbierender bzw. streuender Trübungsmittel notwendig ist. Die strahlungsoptimierten Pulvermischungen können dann entweder als Vakuum-Pulverisolation in loser Schüttung oder als VIP-Kernmaterial verwendet werden. 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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