Vakuumisolationspaneele in der Kältetechnik (Roland Caps)
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Vakuumisolationspaneele in der KältetechnikDr. Roland Caps, va‐Q‐tec AG
4. Fachkongress “Kältetechnologien – Quo vadis”20. März 2012 Berlin
va‐Q‐tec | März 2012
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Vakuumverpackte Dämmstoffe mit Wärmeleitfähigkeiten zwischen 0,003 und 0,005 W/mK
Anwendung Kältetechnik:Isolierung von Kühl- und GefriergerätenIsolierung temperaturkonstanter TransportbehälterIsolierung betriebstechnischer Anlagen
Vakuumisolationspaneele (VIP)
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Endenergieverbrauch
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Erzeugung von Kälte
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Altersverteilung Kühl‐/Gefriergeräte
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Wie komme ich unter 0,030 W/mK?
Möglichkeit 1: benutze ein anderes Füllgas als Luft => PU-Schäume (0,020 W/mK)
Möglichkeit 2: verringere Porendurchmesser unter 1 µm (=> 0,014 – 0,020 W/mK)
Möglichkeit 3: verringere Luftdruck um mehrere Zehnerpotenzen (0,002 – 0,008 W/mK)=> Vakuumdämmung
- Aerogele- pyrogene Kieselsäurepulver
0,1 µm
SiO2Skelett
Freies Luftmolekül
Bessere Wärmedämmung: Superisolation
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Mineralwolle,Styropor
PU-Schaum(Pentane)
MicroporösesSilica, Aerogele
Polyurethan-Schaum
Silica - Platte Silica -Pulver Glasfaser
Evakuierte Isolationen (VIP)
Wärmeleitfäh
igkeitλ/mW/mK
Evakuierte und nicht‐evakuierte Dämmstoffe
Konventionelle Isolationen
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Kryotechnik,Dewar, Thermoskanne VIP: Last 10 t/m²
Siegelung
Hochbarrierefilm
VliesKern: Silica‐Pulver
ThermoskanneVakuumisolationspaneel (VIP)
“Thermoskanne in Plattenform”
Vakuumisolationspaneele
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0
5
10
15
20
25
30
35
0.01 0.1 1 10 100 1000
Gasdruck/mbar
Produktion va-Q-vipva-Q-plus
Produktion va-Q-purva-Q-mic
Silica PlusSilica
Wär
mel
eitf ä
hig k
eit λ
[mW
/mK
] PURGlasfaser
Luftdruckabhängige Wärmeleitfähigkeit
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Unterschiedliche VIP‐Formen
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Anwendung VIP in Kühl‐ und Gefriergeräten
Außenwand
Fixierung(z.B. doppelseitigesKlebeband)
VIP
Schaumeinlass
PU-SchaumElastocool
Innenwand
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“va‐Q‐plus” für Kühl‐/Gefriergeräte
Seitenteildämmung für Kühlschrankbereit für den Versand
Qualitäts‐Check:Prüfung des Vakuums
Sensor
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Referenz: A+ Kühlgerät
Belegen von 85% der Fläche von Seitenwänden und Tür eines Einbaugerätes mit VIPs der Stärken 10 mm (1), 15 mm (2) und 20 mm (3)
Studie Forschungsstelle f. EnergiewirtschaftEffizienzbetrachtung VIPs für Kühlgeräte
Klasse: A+ A+ A++ A++
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Kostenbetrachtung Verbraucher
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Vergleich Herstellkosten VIP –EEG‐Vergütung Strom
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Theoretisches Einsparpotential
Annahme: sofortiger Austausch aller Geräte
Varianten 10, 15 und 20 mm VIP in Einbaugerät
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• va‐Q‐plus Panels an den Seiten und im Dach (ca. 80 % der Fläche)
• vorgestellt bei IAA Nutzfahrzeuge 2010 in Hannover
Weitere Anwendungsmöglichkeiten:Kühltransporter
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Konventionelle Dämmung (Styropor) Vakuumisolation (VIP)
Thermisch isolierte Verpackungen
gleiches Nutzvolumen
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va‐Q‐box va‐Q‐pack va‐Q‐multipack va‐Q‐Tcon³
va‐Q‐bag
va‐Q‐case
va‐Q‐tainer EUROva‐Q‐sol va‐Q‐tainer US va‐Q‐tainer XL
• Kleine Einwegbehälter bis zu großen Luftfrachtcontainern
• Performance: etwa vier Tage wird gewünschte Temperaturohne aktive Komponente gehalten
Transportbehälter für Kühllogistik
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• VIPs (Vakuum‐Isolations‐ Paneele) ‐ extrem gute Wärmedämmung beigeringstem Platzverbrauch
• PCM (Phase Change Material)‐ Speichert etwa zehn mal mehr Energie durchPhasenwechsel als übliche Materialien(fest ↔ flüssig wie Übergang Eis↔Wasser)
‐ erhältlich für unterschiedlicheÜbergangstemperaturen
VIPs und PCMs sinddie Schlüsseltechnologie für thermische Energieeffizienz
Kombination VIP und PCM
va‐Q‐tainer XL
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• extreme thermische und mechanische Anforderungen→ 100% Risikoabdeckung
• Umweltaspekte: ‐ kein Trockeneis‐ wenig Kühlmedium‐ lange Lebensdauer‐ Multi‐Use
va‐Q‐tainer Flugzeugtransport
→ excellente Performanceauch unter schwierigenBedingungen
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Firma va‐Q‐tec AG
Ausgründung aus Forschungsinstitut ZAE Bayern/Würzburg in 2000/2001
Zur Zeit 150 Mitarbeiter in zwei Standorten (Würzburg und Kölleda/Thüringen)
Herstellung von VIPs, PCMs und thermisch hochisolierten Transportbehältern für unterschiedlichste Anwendungen
Werk Kölleda
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1 großes Windrad oder 20 Fußballfelder Photovoltaik
va‐Q‐tec Kölleda ‐ ein 300 MW Sparkraftwerk
120 große Windräder oder 2400 Fußballfelder Photovoltaik= 300 MW oder 1 Sparkraftwerk va‐Q‐tec Kölleda
2.5 MW Leistung
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Danke für Ihre Aufmerksamkeit!