Dampf für verschiedene Temperaturniveaus

Latentwärmespeicher liefert Prozessdampf

Latentwärmespeicher: Schmelzende Salze speichern Wärme. Grafit-Lamellen sorgen für eine effiziente Wärmeübertragung und Speicherbeladung. © DLR

Thermische Energiespeicher ermöglichen in der Prozessindustrie die flexible Nutzung von Abwärme sowie die optimierte Auslastung von Komponenten durch die Kompensation von zeitlichen Bedarfschwankungen. Neuartige Latentwärmespeicher könnten künftig die Energieeffizienz von Verfahren steigern, die Prozessdampf benötigen.

So erfordert bei der Herstellung von Porenbeton das Härten der Steine in überdimensionalen „Schnellkochtöpfen“, sogenannten Autoklaven, große Mengen Sattdampf bei Drücken von ca. 12–15 bar und ist daher sehr energieintensiv. Die Härtung erfolgt über einen Zeitraum von mehreren Stunden, der Prozessdampfbedarf weist insbesondere während des Druckaufbaus zu Beginn des Prozesses ausgeprägt Bedarfsspitzen auf. Insgesamt machen die Energiekosten etwa ein Viertel der gesamten Produktionskosten aus. Bisher wird ein Teil des Prozessdampfes nach der Härtung aus den Autoklaven in Druckwasserspeicher geleitet. Diese haben sich mit ihrer einfachen und robusten Technik bewährt. Von Nachteil ist aber, dass bauartbedingt Druck und Temperatur des Dampfes bei der Entladung des Speichers schnell sinken, wenn Dampf zur Beladung der nächsten Charge entnommen wird. Für die Porenbeton-Herstellung wie auch für andere industrielle Prozesse wäre ein Speicher viel günstiger, der in einem definierten, engen Temperaturbereich Dampf aufnehmen, speichern und wieder abgeben kann.

 

Leistungsfähiger Speicher mit Phasenwechselmaterialien

Gemeinsam mit Industriepartnern hat das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt jetzt ein neues Konzept für Latentwärmespeicher entwickelt und erprobt, mit dem Prozessdampf im Temperaturbereich zwischen 120 und 250 °C bereitgestellt werden kann. Als Speichermaterial setzen die Forscher verschiedene Salzmischungen ein, die jeweils in einem definierten Temperaturbereich schmelzen. Bei dem reversiblen Schmelzprozess wird eine große Energiemenge als Latentwärme gespeichert. Der Speicher verbindet so eine höhere spezifische Wärmespeicherkapazität mit der Möglichkeit, Dampf exakt im passenden Temperaturbereich bereitstellen zu können. Die verwendeten Salzmischungen haben eine geringe Wärmeleitfähigkeit. Um trotzdem eine hohe Leistungsdichte zu erreichen, entwarfen die Wissenschaftler ein Wärmeübertragungssystem mit hoch wärmeleitfähigem Graphit. Damit können schnelle Be- und Entladezyklen erreicht werden. Der mit Fördermitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie (BMWi) entwickelte Speicher kann mit angepassten Salzmischungen für unterschiedliche Temperaturen ausgelegt werden. Damit eröffnen sich zahlreiche Einsatzmöglichkeiten in Industrie und Energiewirtschaft.

Mehr zum Projekt

Prozessdampf-Speicherung mit Latent-Wärmespeicher

Abschlussbericht als externer Download von der TIB Hannover.

Projektbeteiligte:

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt

SGL CARBON GmbH

Xella Baustoffe GmnH

Laufzeit:

2004 - 2007

Förderkennzeichen:

0327360A-C

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Forschungsförderung

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