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Entwicklung hydrolysebeständiger Hotmelt-Klebeverbunde für Prozessluft- und Klimaanwendungen unter Einhaltung hygienischer Anforderungen

Dipl.-Ing. Hannes Rosenbaum

+49-351-4081-+49(0)351-4081-667

in Bearbeitung

Hygienische Optimierung und Langzeitstabilisierung membranbasierter Wärme- und Stoffübertrager

Der weltweite Bestand an Raumklimageräten wird einer Studie der Internationalen Energieagentur zufolge auf 1,622 Mrd. Stück im Jahr 2016 beziffert. Das entspricht einem Elektroenergiebedarf von 2.000 Mrd. kWh und einem CO2-Ausstoß von 1.130 Mio. Tonnen. Bedingt durch Bevölkerungswachstum und wirtschaftliche Entwicklung wird bis zum Jahr 2050 ein Marktzuwachs um weitere 250 % prognostiziert – zu Ungunsten des globalen Klimas.

Als Treiber gelten dabei schwülwarme Klimaregionen (China, Indien, Brasilien…), wo Klimageräte fast ausschließlich zur Luftkühlung und einhergehender -Entfeuchtung Anwendung finden. Der folgerichtig prognostizierte dramatische Anstieg des globalen Energiebedarfs für die Kältebereitstellung für raumlufttechnische-Geräte (RLT) passt nicht mit ambitionierten politischen Klimazielen zur CO2-Einsparung zusammen und erfordert Gegenmaßnahmen.

Einen Ansatzpunkt bieten Flüssigsorptionsprozesse, bei denen anstelle von Elektroenergie bereits vorhandene (regenerative) Abwärme als Energieträger für die Luftentfeuchtung eingesetzt wird. Damit ermöglichen Sie eine energieeffiziente Luftentfeuchtung und gleichzeitig eine nahezu verlustfreie Energiespeicherung.

Einsatzbereiche

Im o.g. Kontext beschäftigt sich das ILK Dresden seit mehr als 10 Jahren mit dem Wärme- und Stofftransport durch Membranen. Hotmelt-Klebeverbunde aus wasserdampfpermeablen Membranen und durchströmbaren Abstandstextilien bilden dabei das Herzstück dieser neuartigen Membran-Wärme-und-Stoffübertrager (MWÜ). Sie ermöglichen nachweislich energetisch und wirtschaftlich hocheffiziente Luftbehandlungsprozesse, wie die kondensatfreie Lufttrocknung, die Wärme- und Feuchterückgewinnung zwischen örtlich getrennten Luftströmen, die Luftbefeuchtung und die Verdunstungskühlung. Die potentiellen Einsatzgebiete gehen dabei weit über die Raumklimatisierung hinaus.

Zielstellung

Um nach den erfolgreichen Funktionsnachweisen in Prototypen, eine Markteinführung dieser Technologie einschließlich der Hotmelt-Klebeverbunde zu ermöglichen, werden im Rahmen des FuE-Projektes gemeinsam mit dem Sächsischen Textilforschungsinstitut (STFI) hydrolyse- und chemisch (also alterungs-) beständige Hotmelt-Klebeverbunde für Prozessluft- und Klimaanwendungen unter Beachtung/Einhaltung hygienischer Anforderungen entwickelt.

Vorgehen

Im Einzelnen werden folgende Themenschwerpunkte bearbeitet:

  • Anpassung/ Modifikation der Membran sowie Auswahl und Test von Klebstoff, ggf. Modifikation der Zusammensetzung hinsichtlich Hydrolysebeständigkeit, Haftfestigkeit und mechanischer Stabilität im Textilverbund
  • Ausrüstung und Funktionalisierung der Materialien (Vlies, Klebstoff, Membran) entsprechend hygienischer Anforderungen (VDI 6022; mikrobielle Inertheit, antibakterielle Wirkung, Abriebfestigkeit, Reinigung) unter Beibehaltung der hohen Haftfestigkeit, bspw. durch Zusatzstoffe (Silber, Kupfer,…)
  • Kennfeldermittlung zur temperatur- und strömungstechnischen Abhängigkeit der Wasserdampfdurchlässigkeit der Membranen im textilen Verbund; Analysen Strömungswiderstand, Innendruckstabilität und Berstverhalten
  • Zerstörungsfreie Prüfmethoden für die Qualitätskontrolle
  • Erarbeitung von Verfahren zur kontinuierlichen Konfektionierung der Hotmelt-Klebeverbunde

Begleitet wird das FuE-Projekt von einem projektbegleitenden Ausschuss, der sich aus Unternehmen unterschiedlichster Branchen fachübergreifend zusammensetzt, u.a. Textilwäscherei, RLT-Anlagenbauer / -Komponentenzukieferer, Hygieneexperten, Kunststoffverarbeiter, Klebstoffhersteller, Siegelmaschinenhersteller, Konfektionierer, Ausrüster/ Textilveredlung, Gewirke-, Vliesstoffhersteller und Kapillarrohrmattenhersteller.

Ergebnisse / aktueller Stand

Ein Ziel des Projektes ist es, gemeinsam mit kooperierenden KMU‘s die Entwicklungsergebnisse in ein Funktionsmuster in einer repräsentative Pilotanwendungen zu Überführen und messtechnische Analysen und Langzeitbeobachtungen unter Feldtestbedingungen durchzuführen.


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