OTTI, 14. Symposium Thermische Solarenergie, Kloster Banz, 12-14.05.2004 Seite 1 / 5 Bestimmung der feuchte- und temperaturabhängigen Wärmeleitfähigkeit von Dämmstoffen F. Ochs 1) , H. Stumpp 1) , D. Mangold 2) , W. Heidemann 1) , H. Müller-Steinhagen 1) 2) 3) 1) Universität Stuttgart, Institut für Thermodynamik und Wärmetechnik (ITW) Pfaffenwaldring 6, D-70550 Stuttgart Tel. +49-(0)711-685-3278, Fax: +49-(0)711-685-3242 E-Mail: ochs@itw.uni-stuttgart.de 2) Solar- und Wärmetechnik Stuttgart (SWT), ein Forschungsinstitut der Steinbeis-Stiftung 3) DLR Stuttgart, Institut für Technische Thermodynamik (ITT) 1. Einleitung Für die Auslegung von Komponenten sowie für die Simulation von solarthermischen Systemen ist die Kenntnis der effektiven Wärmeleitfähigkeit von Dämmstoffen von großer Bedeutung. Die effektive Wärmeleitfähigkeit wird nach DIN 52616 [1] bei einer Probenmitteltemperatur von 10 °C und einer Temperaturdifferenz von 10 K bestimmt. Für den durchschnittlichen Baubereich ist der Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit bei 10 °C ausreichend. Dämmstoffe für Solarkollektoren oder Wärmespeicher sind aber in der Regel höheren Temperaturen ausgesetzt, im Fall von Heißwasser- Wärmespeichern bis zu 95 °C. Die effektive Wärmeleitfähigkeit steigt aber mit der Temperatur. Des Weiteren werden Dämmstoffe beim Betrieb durch Umwelteinflüsse belastet. Durch Diffusionsvorgänge in Folge hoher Feuchtigkeits- gradienten oder durch Wasserbelastung (z.B. Regen) erhöht sich der Wassergehalt des Dämmstoffes. Höhere Temperaturen und Wasser- gehalte bewirken eine stärkere Erhöhung der effektiven Wärmeleitfähigkeit. Zu niedrig angenommene Werte für die effektive Wärmeleitfähigkeit führen zu falsch ausgelegten Komponenten und somit z.B. zu höheren Wärmeverlusten. 2. Messung der Wärmeleitfähigkeit Die effektive Wärmeleitfähigkeit von Dämmstoffen wird als Funktion der Stofffeuchte und der Temperatur in einem Bereich von 20 bis 95 °C bestimmt. In Tabelle 1 sind die untersuchten Dämmstoffe aufgelistet. Die Messung der Wärmeleitfähigkeit erfolgt am ITW mit einer speziell für die Untersuchung von Dämmstoffen für Solaranlagen und Wärmespeicher modifizierten Zwei-Platten-Apparatur (Bild 1) nach DIN 52616. Die Proben werden dampfdiffusionsdicht in einem Edelstahlbehälter eingebracht, um Dampftransportvorgänge zur Umgebung zu minimieren. Bild 1: Foto der Zwei-Platten- Apparatur