Wärmeträgermedien spielen sowohl im industriellen Bereich, z.B. beim Beheizen oder Kühlen von Produktionsanlagen oder technischen Bauteilen, als auch bei der dezentralen Energieversorgung mittels solarthermischer Hausanlagen, welche die Warmwasserversorgung in Wohnungen ermöglichen, eine wichtige Rolle. Sowohl im industriellen Bereich, d.h. dort wo große Volumina erforderlich sind, als auch in solarthermischen Hausanlagen werden heute üblicherweise Wasser-Propylenglykol-Gemische als Wärmeträgermedien eingesetzt, die mit verschiedenen Additiven versehen werden. Für einige Spezialanwendungen im industriellen Bereich werden seltener auch vergleichsweise teure Silikonöle eingesetzt.
Der Einsatz ionischer Flüssigkeiten als Wärmeträgermedien geht auf die Arbeitsgruppe von R. D. Rogers an der University of Alabama (USA) zurück. Obwohl die anfangs publizierten Thermostabilitäten bis 400°C und darüber nach unseren Erkenntnissen hinsichtlich Langzeitstabilitäten nicht erreicht werden können, sind zwischenzeitlich dennoch Systeme mit guten Langzeitstabilitäten bei Temperaturen bis ca. 250°C identifiziert worden. Viele dieser ionischen Flüssigkeiten zeichnen sich außerdem bereits ohne große strukturelle Optimierung durch vergleichsweise hohe Wärmekapazitäten und Wärmspeicherdichten aus. Die Tatsache, dass ionische Flüssigkeiten darüber hinaus praktisch keinen Dampfdruck besitzen, stellt einen entscheidenden Vorteil gegenüber vielen herkömmlichen Wärmeträgermedien dar.
Im Rahmen einer Machbarkeitsstudie für die Deutsche Bundesstiftung Umwelt e.V. (DBU) wurde unter der Koordination von IoLiTec zusammen mit dem Institut für Umweltforschung und Umwelttechnologie (UFT) der Universität Bremen, dem Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (FhG ISE) in Freiburg und einem industriellen Partner daher exemplarisch der Einsatz ionischer Flüssigkeiten für die Verwendung in solarthermischen Hausanlagen getestet (http://www.dbu.de/123artikel25625_335.html). Es konnte gezeigt werden, dass bei den ausgewählten Testsystemen einige ionische Flüssigkeiten durchaus technisch interessante Eigenschaften aufweisen. Die Gesamtabschätzung, die sowohl technische als auch ökonomische und ökologische Aspekte berücksichtigte, führte allerdings zu dem Ergebnis, dass ionische Flüssigkeiten zwar als Reinstoffe nicht für die Anwendung in solarthermischen Hausanlagen geeignet, als Additive aber sehr wohl interessant sind. Der Grund hierfür ist, dass die mittlerweile hochleistungsfähigen Vakuumröhrenkollektoren der solarthermischen Anlagen in den so genannten Stagnationsphasen geleert werden müssen. Jüngst traten während dieser immer wieder Probleme mit den derzeitig eingesetzten Wärmeträgermedien auf, da insbesondere Reste der Medien zur Bildung von zähen Rückständen und Verstopfung der Röhren führten, was oft kostspielige Schadens- bzw. Wartungsfälle nach sich zog.
IoLiTec arbeitet deshalb derzeit an der Entwicklung von Wärmeträgermedien für den Einsatz in solarthermischen Hausanlagen, die durch speziell entwickelte Additive auf der Basis von ionischen Flüssigkeiten den neuen Anforderungen moderner Vakuumröhrenkollektoren mit Betriebs- und insbesondere Stagnationstemperaturen von bis zu 250°C gerecht werden. Des weiteren kann durch den Einsatz solcher Additive der Anteil an dem Erdölfolgeprodukt Polypropylenglykol verringert werden. Diese Zusätze befinden sich gegenwärtig in der Entwicklung und sollen zukünftig unter dem Markennamen IoLiTive® vertrieben werden.
Ein weiteres Einsatzgebiet von Wärmeträgermedien auf der Basis ionischer Flüssigkeiten mit einer Vielzahl von z.T. sehr speziellen Anwendungen sind die Hochleistungsthermoöle. Verschiedene Anbieter haben hier eine Reihe von Produkten auf dem Markt, die auf unterschiedlichen Trägerölen basieren und denen herstellerspezifische Additive beigemischt werden. Typische Trägeröle basieren auf Mineralölen, Polyalkylenglykolen, Aromaten oder Silikonölen. Aufgrund der vielfältigen Anforderungen existiert bei vielen Herstellern auch die Möglichkeit, spezielle Lösungen für den Kunden zu entwickeln.
Im Gegensatz zu den Wärmeträgermedien für solarthermische Anlagen kann IoLiTec im Bereich der Hochleistungsthermoöle Produkte anbieten, die nahezu vollständig auf speziellen, hochtemperaturstabilen ionischen Flüssigkeiten basieren, die bereits im Rahmen der DBU-Machbarkeitsstudie identifiziert worden sind. Im Vergleich zu den am Markt befindlichen Produkten zeichnen sich die neu entwickelten IoLiTherm®-Materialien durch eine höhere thermische Stabilität und durch niedrigere Dampfdrücke aus, wodurch sich neue Anwendungsbereiche erschließen lassen. Darüber sind Thermoöle auf Basis ionischer Flüssigkeiten nicht brennbar und im Hinblick auf ihre Gesundheitsschädlichkeit vergleichsweise unbedenklich.
Weitere Informationen zu einzelnen Produkten der Gruppe Wärmeträgermedien finden Sie unter dem Link "Podukte" in nebenstehender Menüleiste.
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