Experimentelle Untersuchung verschiedener Porenstrukturen zum Einsatz in einem regelbaren Wärmedämmsystem

Kurzfassung

In der vorliegenden Arbeit wird eine regelbare Wärmedämmung untersucht, die im Wesentlichen aus zwei Komponenten besteht, einer thermochemischen Reaktorkomponente und einer offenporigen Paneelkomponente. Der Fokus der Arbeit liegt auf dem Dämmpaneel selbst. Dabei geht es einerseits um die Erstellung von Vakuumisolationspaneelen, die die Möglichkeit zur Variation des inneren Gasdrucks aufweisen. Andererseits soll ein Messprinzip konzipiert und aufgebaut werden, mit dem der Einfluss der Gasdruckabhängigkeit auf die Wärmeleitfähigkeit poröser Medien messbar ist. Mithilfe dieses Messaufbaus sollen verschiedene, aufgrund ihrer Eigenschaften (Porengröße, thermische Stabilität etc.) ausgewählte Dämmstoffe hinsichtlich der gasdruckabhängigen Wärmeleitfähigkeit und des Schaltfaktors untersucht werden. Geeignete Paneele sollen mit dem vorhandenen Reaktor gekoppelt werden, um den Druck im Paneel über eine Temperierung des Reaktors einstellen zu können. Es soll die Funktion dieser Art der Druckeinstellung überprüft werden und das Gesamtsystem aus Reaktor und Paneel hinsichtlich der Schaltbarkeit für den gewünschten Druckbereich von 1 bis 1000 mbar betrachtet werden. Mit den untersuchten Paneelen können hierbei Wärmeleitfähigkeiten von 0,014 bis 0,206 W (m K)-1 gemessen werden. Das entspricht einem Schaltfaktor von 15,5. Des Weiteren kann nachgewiesen werden, dass es möglich ist, den Druck in dem Paneel mittels thermochemischer Reaktion in einem an das Paneel gekoppelten Reaktor einzustellen. Die Temperaturdifferenzen über das Paneel konnten bei diesem gekoppelten System von 23 K auf 17 K, bei einem Drucksprung von 4,5 mbar auf 450 mbar gesenkt werden.