Erprobung eines Wasser-Paraffin-Gemisches
Klimatisierung von Gebäuden mit Phasenwechselfluiden
Ist es draußen sehr warm, sorgt im Hausinnern die Klimaanlage für ein gleichmäßig kühles Raumklima. Das Wasser-Paraffin-Gemisch „CryoSolPlus“ könnte die Anschaffung einer Klimaanlage künftig für Bürogebäude überflüssig machen und gleichzeitig Stromversorgungsnetze spürbar entlasten. Fraunhofer Umsicht erforscht Einsatzgebiete für Phasenwechselfluide (engl. Phase-Change-Slurries, PCS).
Das Wasser-Paraffin-Gemisch „CryoSolPlus“ sieht aus wie Milch, ist ungiftig aber doch wenig schmackhaft. Paraffin, als Wachs oder als Pflegeöl in Vaseline bekannt, dient fein dispergiert als Phase-Change-Material (PCM) zur Wärme- und Kältespeicherung. Das Prinzip: Nimmt die Dispersion die Wärme auf, „schmelzen“ die festen Paraffin-Kügelchen zu Paraffin-Tropfen und speichern die Wärme. Kühlt die Lösung ab, erstarren die Tropfen wieder.
Hohe Energiedichte
Zusammen mit der der RWTH Aachen hat Fraunhofer Umsicht den Einsatz von „CryoSolPlus“ in Versorgungssystemen untersucht. Prinzipiell kann das Gemisch als Wärmeträgerfluid, Speichermedium für thermische Speicher und zur Kühlung eingesetzt werden. „In einem Temperaturbereich von 5 bis 20 °C ist es eine gute Alternative zu Kaltwasser, da es eine zwei- bis dreimal höhere Energiedichte hat“, erklärt Dipl.-Ing. Tobias Kappels, Forscher in der Gruppe Thermische Energiespeicher und -systeme bei Fraunhofer Umsicht. Im Projekt wurde die Dispersion zur Speicherung von Nachtkälte eingesetzt, um diese tagsüber raumweise mittels Kapillarrohrmatten in der Decke wieder abzugeben. Die Idee zur Konstruktion der Kapillarrohrmatte stammt aus der Natur und entspricht dem Netzwerk aus feinen Adern unter unserer Haut, das uns nicht nur mit Nährstoffen versorgt, sondern auch zur Wärmeregulierung des Körpers dient. In Gebäuden werden die Kapillarrohrmatten in Decken, Wänden oder Fußböden zur kombinierten Flächenheizung und Kühlung eingesetzt.
Höhere Transportkapazität, besserer Speicher
In dem Projekt wurde die Dispersion hergestellt, charakterisiert und in einem Wärme-/ Kältesystem getestet sowie die Stoffeigenschaften der Dispersionen modelliert. Der Einsatz von „CryoSolPlus“ konnte die Transportkapazität und Speicherfähigkeit eines Verteilungsnetzes deutlich erhöhen. Speziell für produzierende Gewerbe, Klimatechnik, Chemie- und Automobilindustrie sowie auch für Kühlgeräte in der Lebensmittelindustrie ist der Einsatz der Dispersion interessant.
Das Projekt wurde vier Jahre im Kontext des Rahmenprogramms EnEff:Wärme vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie gefördert (Förderkennzeichen 0327471A).
