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Aerogel-Filz als energiesparendes Dämmmaterial in Anwendungen für Wärmerohrleitungen

Inhaltsverzeichnis

Beschreibung der Wärmerohrleitung

Ein Wärmerohrnetz bezeichnet die Heizungsrohre, die von Kesselhäusern, Verbrennungsmotorräumen, Heizzentralen usw. ausgehen und Wärme von den Wärmequellen zu den Wärmeeintrittspunkten der Gebäude transportieren. Mehrere Heizungsrohre bilden ein Netzwerk. Mit der wirtschaftlichen Entwicklung und der Förderung von Fernwärmepolitiken wird die von der Fernwärme abgedeckte Fläche weiter wachsen. Ein so umfangreiches Heizungsrohrnetz erfordert ein robustes Dämmsystem, um Energieeffizienz und Sicherheit während des Transports zu gewährleisten.

Die Heizleitungen von der Wärmeerzeugungsanlage zu den Wärmeverbrauchern werden in Primär- und Sekundärnetze unterteilt. Das Primärnetz umfasst die Heizleitungen von der Wärmequelle bis zur Wärmestation, während das Sekundärnetz die Leitungen von der Wärmestation bis zu den Wärmeverbrauchern umfasst. Typischerweise weist das Primärnetz Nennweiten von DN500 bis DN1000 auf, während das Sekundärnetz kleinere Nennweiten von DN125 bis DN300 hat.

Die Installationsmethoden für Heizungsrohre umfassen allgemein unterirdische und oberirdische Methoden. Die unterirdische Installation umfasst Graben- und Direktverlegungsmethoden, während die oberirdische Installation eine Überkopfplatzierung beinhaltet. Das primäre Netz hat eine Vorlauftemperatur von 120-150°C, mit einer Rücklauftemperatur von 70-90°C. Die hohe Wasserqualität des primären Netzes beeinflusst die Wirksamkeit der Dämmung erheblich und wirkt sich sowohl auf die Heizeffizienz als auch auf die wirtschaftlichen Vorteile des Wärmebetriebs aus.

Aktuelle Dämmstoffe und bestehende Probleme in Wärmerohrnetzen

Aerogel-Isolationsdecke als Rolle und Rohrdämmung

Derzeit werden für Dämmschichten zentraler Heizleitungen überwiegend Materialien wie Steinwolle und Glaswolle eingesetzt. Steinwolle ist eine anorganische Faser, die aus natürlichen Gesteinen wie Basalt und Bimsstein durch Schmelzen und Faserisieren hergestellt wird. Glaswolle hingegen ist eine künstliche anorganische Faser, die durch Schmelzen von Materialien wie Kalkstein, Quarzsand und Dolomit zu Glas hergestellt wird, das anschließend faserisiert und mit einem Bindemittel verarbeitet wird.

Die Verwendung von Steinwolle- und Glaswolle-Materialien führt zu mehreren Problemen:

  1. Schlechte Stabilität: Nach der Installation entspricht die anfängliche Wirksamkeit den Designanforderungen. Nach mehreren Monaten des Betriebs nimmt jedoch der Strahlungswärmeverlust zu, was zum allmählichen Versagen der Dämmschicht führt. Die weiche Beschaffenheit von Materialien wie Steinwolle und Glaswolle, die für den Zusammenhalt auf Bindemittel angewiesen sind, macht sie anfällig für Versagen, wenn die Bindemittel im Laufe der Zeit abgebaut werden. Darüber hinaus führen Vibrationen, die durch hydraulische Stöße und Druckschwankungen in der Rohrleitung verursacht werden, zu Materialsetzungen, wodurch eine ungleichmäßige Schicht entsteht. Diese Setzung kann zu Spalten zwischen der Rohrleitung und der Dämmschicht führen, was den konvektiven Wärmeaustausch fördert und den Strahlungswärmeverlust erhöht.

  2. Korrosion unter der Dämmschicht: Die poröse Struktur von Steinwolle- und Glaswolle-Materialien ermöglicht das Eindringen von Feuchtigkeit. Wenn Feuchtigkeit in die Dämmschicht eindringt und mit den Rohrwänden reagiert, kommt es zu Oxidation, was Korrosion und Lecks verursacht. Selbst hydrophob behandelte Glaswolle-Materialien können einer langfristigen Nutzung in Grabensituationen mit hohen Temperaturen und hoher Luftfeuchtigkeit nicht standhalten.

  3. Kurze Lebensdauer: Aufgrund der schnellen Alterung traditioneller Dämmstoffe wie Steinwolle ist ein häufiger Austausch erforderlich. Die Alterung führt zu erhöhtem Wärmeverlust, höheren Wartungskosten und erhöhten Sicherheitsrisiken, wobei alle 3-4 Jahre ein Austausch erforderlich ist.

Statistiken zufolge können Netzverluste in Fernwärmeprozessen bis zu 5 % der gesamten Wärmeproduktion ausmachen. Die erheblichen Auswirkungen einer schlechten Dämmung auf die Strahlungsverluste des Netzes erfordern den Einsatz überlegener Dämmstoffe, um Energieverluste zu reduzieren, Kohle- und Gasemissionen an der Quelle zu verringern und positive wirtschaftliche und soziale Effekte zu erzielen.

Vorteile der Verwendung von Aerogel-Filz in Wärmerohrnetzen

Aerogel-Filzisolierung für Dampfrohre

  1. Hervorragende Wärmedämmleistung: Vergleich der Kennzahlen zur Wärmedämmleistung zwischen traditionellen Dämmstoffen und Aerogel-Dämmstoff:

    DämmmaterialSteinwolle-FilzGlaswolle-FilzAerogel-Filz
    Wärmeleitfähigkeit bei Raumtemperatur (25 °C) (W/(m·K))0.0490.0440.020
    Wärmeleitfähigkeit bei hoher Temperatur (300 °C) (W/(m·K))0.09040.08310.036
    Dichte (kg/m³)60-12050-120≤220
    Maximale Betriebstemperatur (°C)≤400≤300-195~650
    HydrophobieSchlechtSchlechtGut
    Lebensdauer (Jahre)2-52-510-20

  2. Höhere Energie- und Wirtschaftlichkeit: Am Beispiel der primären Heizleitung einer Stadt: Beim Vergleich von 60 mm Glaswolle und 30 mm Aerogel-Dämmung für die Überkopf-Installation mit einem DN800-Durchmesser ergeben sich folgende Ergebnisse:

    DämmmaterialGlaswolle-FilzAerogel-Dämmfilz
    Dämmstärke (mm)6030
    Außendurchmesser nach der Dämmung (mm)940880
    Vorlauftemperatur (°C)150150
    Wärmeverlust pro Längeneinheit (W/m)323.8211.7
    Umgebungstemperatur (°C)2020
    Windgeschwindigkeit (m/s)00
    Oberflächentemperatur nach der Dämmung (°C)42.736.6
    Energieeinsparungsrate (%)—34.6

    Die Verwendung von Aerogel-Filz anstelle von Glaswolle-Filz reduziert nicht nur die Isolationsdicke um 50%, sondern erreicht auch eine Energieeinsparungsrate von 34,6%.

  3. Feuerwiderstand bis Klasse A: Das Material selbst enthält nahezu keine organischen Substanzen, und sein Brandverhalten erfüllt die Anforderungen der Stufe A2 gemäß GB 8624-2012, wodurch die Sicherheit während Installation und Betrieb gewährleistet wird.

  4. Verringerung der Korrosion unter der Dämmung: Da das Material selbst frei von Chloridionen ist und eine extrem hohe Hydrophobie aufweist, mit einer Wasserabweisungsrate von über 99,6%, kann eine ordnungsgemäße Abdichtung die Ansammlung von Wasserdampf auf der Innenseite der Isolationsschicht verhindern und Korrosion unter der Isolierung minimieren.

  5. Lange Lebensdauer: Der Aerogel-Isolationsfilz zeichnet sich durch außergewöhnliche Alterungsbeständigkeit und Dimensionsstabilität aus und bietet eine Lebensdauer von bis zu 10 Jahren, womit er herkömmliche Materialien deutlich übertrifft.

  6. Erhöhte Sicherheit bei Betrieb und Wartung: Bei in Gräben verlegten Rohrleitungen birgt der begrenzte Raum inhärente Gefahren, wobei Arbeiten in engen Räumen ein hohes Risiko für Erstickungs- und Vergiftungsfälle mit sich bringen. Im Vergleich zu herkömmlichen Materialien wie Glaswolle verringert Aerogelfilz mit seiner längeren Lebensdauer und stabilen Leistung die Häufigkeit des Materialaustauschs, minimiert wirksam Arbeiten in engen Räumen und senkt die Häufigkeit von Sicherheitsunfällen, wodurch ein sicherer Betrieb und eine sichere Wartung gewährleistet werden.

  7. Ökologisch und umweltfreundlich: Aerogel-Filz wird aus Kieselsäure als Rohstoff hergestellt und enthält keine giftigen oder schädlichen Stoffe. Er ist ein ökologisches und umweltfreundliches Material, vergleichbar mit Sand, und kann deponiert oder von Herstellern recycelt werden. Anorganische Dämmstoffe wie Glaswolle hingegen belasten aufgrund ihres großen Volumens und ihrer kurzen Lebensdauer die Umwelt erheblich.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Aerogelfilz mit seiner herausragenden Gesamtleistung herkömmliche Dämmstoffe wie Steinwolle und Glaswolle effektiv ersetzen kann. Er bietet robuste wirtschaftliche Vorteile und Betriebssicherheit für Wärmenetze und fördert gleichzeitig die ökologische Nachhaltigkeit. Seine Einführung in der Wärmeindustrie verdient eine breite Förderung und Anwendung.

Produktseite: AG65 flexible Aerogel-Isolationsdecke für Rohrleitungen – dünnere Profile, wasserabweisend, bis 650 °C zugelassen.

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Häufige Fragen zu Probenanfragen

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Können wir trotzdem Proben anfordern, wenn wir keine Projektinformationen preisgeben können?

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Sind Proben kostenlos, und wie viele kann ich anfordern?

Wir stellen 2 kostenlose Proben aus Aerogelfilz bereit, jeweils in der Größe 150 mm × 200 mm × T (oder im A4-Format). Wenn Sie eine größere Menge oder viele Stücke benötigen, teilen Sie uns bitte den Grund mit — wir unterstützen Sie gerne. Wenn Sie jedoch noch nie eine Probe von uns gesehen haben und nur einen Blick darauf werfen möchten, fordern Sie bitte nicht leichtfertig große Mengen an. Eine eigens dafür abgestellte Kollegin oder ein eigens dafür abgestellter Kollege muss jede Probe vorbereiten, was erheblichen Aufwand erfordert. Sie können zunächst einen Blick darauf werfen; sobald Sie bestätigen, dass sie wahrscheinlich für Ihr Projekt geeignet ist, können Sie weitere Proben bei uns anfordern.

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