ip tubes: Vervielfachte Wärmeübertragung
Struktur-Rohre sorgen für Effizienzsprung
Glatt- oder Strukturrohr? Bei einem neuen Hochleistungskondensator aus Brandenburg sollen Rohre mit gezielt veränderten Oberflächen für bisher unerreichte Effekte sorgen. Ein Klimatechnik-Spezialist aus Baden-Württemberg nutzt das innovative Material bereits für Wärmetauscher zum Einsatz in Trocknungs-, Lackierungs- oder Pulverbeschichtungsanlagen.
Wissenschaftler der TFH Wildau (Brandenburg) entwickelten gemeinsam mit Forschungsingenieuren des Wärmetauscher-Spezialisten La Mont-Kessel einen multifunktionalen Rohrbündelkondensator, der sich inzwischen als Superkondensator erweist. Nach Angaben des Entwicklerteams soll die für Kraftwerks- und Industrieanwendungen konzipierte Kondensatorfamilie gegenüber herkömmlichen Systemen mit Glattrohr eine mehrfach höhere Wärmeübertragungsleistung bei halbiertem Anlagenvolumen haben. Auch die unerwünschte Materialablagerung in oder an den Rohren, die sog. Foulingneigung, soll um rund 80 Prozent sinken. Damit verlängern sich die Wartungsintervalle erheblich.
Ermöglicht wird dieser Effizienzsprung durch Verwendung sogenannter „industrial power tubes“ (ip tube) - Strukturrohre mit differenziert ausleg- beziehungsweise strukturierbarer Oberfläche. Nach patentierten Verfahren werden dazu Halbzeuge mit Durchmessern von acht bis 60 Millimetern aus Stahl, Edelstahl oder Kupfer durch gleichmäßige Prägungen unterschiedlicher Tiefe und Gestalt umgeformt und mit bedarfsangepassten kristallinen Kupfer- oder Nickelstrukturen bestückt.
Die Wandverformung erzwingt in durchströmenden Medien wie Wasserdampf oder organischen Substanzen Turbulenzen. So lässt sich die Intensität der Wärmeübertragung gegenüber geradlinig, laminar strömenden Stoffen um den Faktor drei bis fünf erhöhen, wie realitätsnahe Tests unter Beweis gestellt haben. „Das gestattet drastisch geringere Abmessungen und einen erheblich reduzierten Materialeinsatz in der Produktion“, erklärt LaMont-Geschäftsführer Dr.-Ing. Udo Hellwig.
Mikrostrukturen wirkten dagegen nach anderen physikalischen Prinzipien; sie verbesserten massiv und nachhaltig Tempo sowie Intensität der Dampfkondensation. Die besten Ergebnisse seien durch Kombination beider Technologien zu erzielen. So umgesetzt, steige die Siedeleistung von ip tube-Material mit Makro- und Mikrostrukturierung um den Faktor sechs. Ein Vergleichstest mit Zementschlamm habe zudem ein deutlich überlegenes Anti-Foulingverhalten der Strukturrohe gezeigt: Während ein Glattrohr bereits nach einer Woche weitgehend zugesetzt und unbrauchbar war, wiesen ip tube-Vergleichsstücke keine beziehungsweise nur minimale Ablagerungen auf.
Die Entwicklung des multifunktionalen Hochleistungskondensators wird vom Bundeswirtschaftsministerium gefördert. Einsatzfelder für die Neuentwicklung mit einem Leistungsvermögen bis zu mehreren Megawatt finden sich überall dort, wo in vertikaler oder horizontaler Anwendung Temperaturdifferenzen effizienter beziehungsweise unter beengten Raumverhältnissen genutzt werden sollen.
Partnerfirmen setzen bereits auf die vorteilhaften Eigenschaften der strukturierten Rohre. Die Bleher Klimatechnik GmbH & Co. KG in Pliezhausen (Baden-Württemberg) beispielsweise hat mehrere Versuchsanlagen mit dem Material gebaut, umfangreiche Tests zu seinem Dehnungsverhalten durchgeführt und jetzt ein eigenes System entwickelt. „Wir können bei unseren Edelstahl-Wärmetauschern mit den ip tubes deutlich längere Bautiefen erzielen“, erläutert Firmenchef Werner Bleher. Bei konstantem Rohrdurchmesser erhöhten sich Heizfläche und Leistung, das Einbauvolumen sinke gegenüber Glattrohr-Lösungen erheblich. Obendrein werde gravierend weniger Material für die Sekundärheizflächen benötigt, einige Schweißnähte entfielen - und die Systeme erwiesen sich zudem als wesentlich schwingungsresistenter.
Hersteller von Lackieranlagen für den Automobilbau, die KFZ-Reparaturbranche ebenso wie von Pulverbeschichtungsanlagen oder Trocknern für Steine, Beton und Lebensmittel könnten damit „deutliche Effizienzvorteile“ erzielen, ist sich der erfahrene Anlagenbauer sicher. Er war von Unternehmerkollegen auf die Neuentwicklung aus Berlin aufmerksam gemacht worden.
Mehr Informationen zu La Mont-Kessel:
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La Mont-Kessel GmbH & Co.KG |
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Bahnhofstrasse 1 |
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15745 Wildau |
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Tel.: +49(0) 33 75 / 21 95-0 |
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Fax: +49(0) 33 75 / 21 95-27 |
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E-Mail: info@lamont-services.com |
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www.lamont-services.com |
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