Vakuumisolationspanele in der Kältetechnik: Vortrag von Dr. Roland Caps, va-Q-tec AG, beim 4. Fachkongress "Kältetechnologien - Quo vadis?"

1. Vakuumisolationspaneele in der Kältetechnik
Dr. Roland Caps, va‐Q‐tec AG
4. Fachkongress “Kältetechnologien – Quo vadis”
20. März 2012 Berlin
va‐Q‐tec | März 2012

2. Vakuumisolationspaneele (VIP)
Vakuumverpackte Dämmstoffe mit Wärmeleitfähigkeiten zwischen
0,003 und 0,005 W/mK
Anwendung Kältetechnik:
Isolierung von Kühl- und Gefriergeräten
Isolierung temperaturkonstanter Transportbehälter
Isolierung betriebstechnischer Anlagen

3. Endenergieverbrauch

4. Erzeugung von Kälte

5. Altersverteilung Kühl‐/Gefriergeräte

6. Bessere Wärmedämmung: Superisolation
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)
- Aerogele
- pyrogene Kieselsäurepulver
Möglichkeit 3: verringere Luftdruck um mehrere Zehnerpotenzen (0,002 – 0,008 W/mK)
=> Vakuumdämmung
0,1 µm
SiO2
Skelett
Freies Luftmolekül

7. Evakuierte und nicht‐evakuierte Dämmstoffe
Konventionelle Isolationen
Wärmeleitfähigkeit λ /mW/mK
Evakuierte Isolationen (VIP)
Mineralwolle, PU-Schaum Microporöses Polyurethan- Silica - Platte Silica -Pulver Glasfaser
Styropor (Pentane) Silica, Aerogele Schaum

8. Vakuumisolationspaneele
Vakuumisolationspaneel (VIP)
Thermoskanne
“Thermoskanne in Plattenform”
Siegelung
Hochbarrierefilm
Vlies
Kern: Silica‐Pulver
Kryotechnik,
Dewar,
Thermoskanne
VIP: Last 10 t/m²

9. Luftdruckabhängige Wärmeleitfähigkeit
35
PUR
Wärmeleitfähigkeit λ [mW/mK] 30 Glasfaser
Silica
25
Silica Plus
20
15
10
5
0 Gasdruck/mbar
0.01 0.1 1 10 100 1000
Produktion Produktion
va-Q-pur va-Q-vip
va-Q-mic va-Q-plus

10. Unterschiedliche VIP‐Formen

11. Anwendung VIP in Kühl‐ und Gefriergeräten
Innenwand Fixierung
(z.B. doppelseitiges
Klebeband)
VIP
Schaumeinlass
Außenwand
PU-Schaum
Elastocool

12. “va‐Q‐plus” für Kühl‐/Gefriergeräte
Qualitäts‐Check:
Prüfung des Vakuums
Seitenteildämmung für Kühlschrank
bereit für den Versand
Sensor

13. Studie Forschungsstelle f. Energiewirtschaft
Effizienzbetrachtung VIPs für Kühlgeräte
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)
Klasse: A+ A+ A++ A++

14. Kostenbetrachtung Verbraucher

15. Vergleich Herstellkosten VIP –
EEG‐Vergütung Strom

16. Theoretisches Einsparpotential
Annahme: sofortiger
Austausch aller
Geräte
Varianten 10, 15 und 20 mm
VIP in Einbaugerät

17. Weitere Anwendungsmöglichkeiten:
Kühltransporter
• va‐Q‐plus Panels an den Seiten und im Dach (ca. 80 % der Fläche)
• vorgestellt bei IAA Nutzfahrzeuge 2010 in Hannover

18. Thermisch isolierte Verpackungen
gleiches Nutzvolumen
Konventionelle Dämmung (Styropor) Vakuumisolation (VIP)

19. Transportbehälter für Kühllogistik
va‐Q‐box va‐Q‐pack va‐Q‐multipack va‐Q‐Tcon³ va‐Q‐case
va‐Q‐sol va‐Q‐bag va‐Q‐tainer EURO va‐Q‐tainer US va‐Q‐tainer XL
• Kleine Einwegbehälter bis zu großen Luftfrachtcontainern
• Performance: etwa vier Tage wird gewünschte Temperatur
ohne aktive Komponente gehalten

20. Kombination VIP und PCM
• VIPs (Vakuum‐Isolations‐ Paneele) • PCM (Phase Change Material)
‐ extrem gute Wärmedämmung bei ‐ Speichert etwa zehn mal mehr Energie durch
geringstem Platzverbrauch Phasenwechsel als übliche Materialien
(fest ↔ flüssig wie Übergang Eis ↔ Wasser)
‐ erhältlich für unterschiedliche
Übergangstemperaturen
va‐Q‐tainer XL
VIPs und PCMs sind
die Schlüsseltechnologie für thermische Energieeffizienz

21. va‐Q‐tainer Flugzeugtransport
• extreme thermische und
mechanische Anforderungen
→ 100% Risikoabdeckung
• Umweltaspekte:
‐ kein Trockeneis
‐ wenig Kühlmedium
‐ lange Lebensdauer
‐ Multi‐Use
→ excellente Performance
auch unter schwierigen
Bedingungen

22. 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

23. va‐Q‐tec Kölleda ‐ ein 300 MW Sparkraftwerk
2.5 MW Leistung
1 großes Windrad oder 20 Fußballfelder Photovoltaik
120 große Windräder oder 2400 Fußballfelder Photovoltaik
= 300 MW oder 1 Sparkraftwerk va‐Q‐tec Kölleda

24. Danke für Ihre Aufmerksamkeit!