Funktionale Stallgardine zur Minderung von Klima-Spitzen (Temperatur) für den Einsatz in Stall-, Lager- und Pflanzenzuchtanlagen Teilprojekt 1: Entwicklung von PCM-haltigen Garnen mit besonderer Eignung für webtechnische Anwendungen sowie die Entwicklung
Projektleiter: Dipl.-Chem. Detlef Gersching, Dr. Meister
Projektnummer: BMWi/ ZIM, KF 2099118CJ2
Laufzeit: 01.01.2013 – 31.12.2014
Aufgabenstellung
Das Ziel des Vorhabens bestand darin, eine textilbasierte „Stallgardine“ zur Minderung/Regulierung von Temperaturspitzen um bis zu maximal 5°C für den Einsatz in Stall-, Lager- und Pflanzenzuchtanlagen zu entwickeln. Die angestrebte Vorrichtung sollte Komponenten und Baugruppen zur Temperaturbeeinflussung in landwirtschaftlichen Räumen haben und für den flexiblen und schnellen Einsatz geeignet sein. Grundlage sollte eine textile Struktur mit integrierten PCM-Anteilen bilden, um in Ergänzung und Komplettierung örtlicher Kühl- und Heizmöglichkeiten deren Wirkungsgrad signifikant zu erhöhen. Dabei war angestrebt, die typischen Eigenschaften textiler Trägermaterialien wie
• geringes Eigengewicht,
• vielfältige Gestaltbarkeit und
• Beständigkeit gegenüber Umgebungseinflüssen
besonders intensiv zu nutzten.
Ergebnisse
Der konstruktive Aufbau des innovativen, für die Stallklimatisierung als optimal betrachteten Systems ist in Abbildung 1 dargestellt.
Neben der erwähnten, optionalen Anbindung eines Tiefbrunnens als Wärme- (Winterbetrieb) bzw. Kältequelle (Sommerbetrieb) und der Lüftungsgruppe umfasst das System einen PCM-Plattenspeicher sowie die textile Luftverteilungseinheit(en) in Leichtbauweise.
Im Ergebnis der Entwicklungsarbeiten konnten vom TITK innovative Funktionsfasergarne entwickelt werden, die durch die Buntgardine Rotschau zu Funktionsgeweben verarbeitet und durch die Neustädter Gardinenkonfektion zu einem innovativen Luftverteilungstextil konfektioniert wurden. Lutz Ludwig Metallbau konzipierte und baute eine Demoanlage, die nach Leistungsbewertung durch im Unterauftrag gebundene Ingenieurbüros in der Kälberaufzucht der Agrargenossenschaft Bobenneukirchen (Abbildung 2) installiert und erprobt werden konnte. Erste Temperierkampagnen konnten nachweisen, dass die installierte Anlage im Sommerbetrieb eine Absenkung der Temperatur um maximal 5 Kelvin über eine Betriebszeit von 5 Stunden aufrechterhalten konnte.
| Technische Daten der installierten Anlage: | |
|---|---|
Speichergröße: | 500 x 500 mm |
PCM | 50 kg OC 27.0 (96 Speicherfolien 250 x 500 mm, 5 mm beidseitig aluminium-kaschiert) |
Speicherkapazität: | 2.500 Wh |
Empfohlene Ansaugluftmenge: | 100 - 300 m³/h |
Leistung PTC - Heizung: | 2 x 700 W |
Luftgeschwindigkeit je Auslassventil: | 14 m/s (bei 8 Ventilen pro Aufzuchtraum entspricht das 120 m³/h, bei einer Lüfterdrehzahl von 1.200 U/min) |
| Wärmeübertragungsfläche Speicher: | 2,4 m² |
| Luftkanäle: | 5 mm im 3-D-Gewirk |
Steuerung: | per Hand für Sommer- / Winterbetrieb |
Anzeigeelemente: | Stalltemperatur, Außentemperatur, Speichertemperatur |
Anwendung
Erste Betrachtungen zur Vermarktungsfähigkeit der erarbeiteten Lösungen zeigten, dass ein Gesamtsystem, wie es im Rahmen der Projektarbeiten entwickelt wurde, bisher nicht am Markt angeboten wird. Gleichwohl existieren aber Detaillösungen (z.B. PCM-basierter Kompaktspeicher).
Neu ist die von der Neustädter Gardinenkonfektion entwickelte und konfektionierte, textile Luftverteilungsmatte (Abbildung 3).
Das Fließbild der entwickelten Anlage, Flyer und Muster wesentlicher Anlagenteile werden auf Fachausstellungen und Messen (u.a. Hannovermesse, Techtextil 2015) interessierten Besuchern vorgestellt. Im Rahmen der anlaufenden Ergebnisverwertung wurde in den regionalen und landwirtschaftsspezifischen Zeitungen zudem über die erfolgreiche Implementierung und Erprobung der Demonstrationsanlage berichtet. Dies hatte zur Folge, dass es bereits erste Kundengespräche mit interessierten Landwirtschaftsbetrieben, aber auch mit Unternehmen gab, deren Geschäftsziel es ist, landwirtschaftliche Stallungen bzw. Lager zu konzipieren und zu errichten.
