Ziel der Entwicklung
Mit dem Projekt wird das Ziel verfolgt, aktuellen Entwicklungen der Wärmeübertragung Rechnung zu tragen. Schwerpunkt ist die Untersuchung von Nanofluiden auf ihre Tauglichkeit als Kühlmedien für unterschiedlichste Anwendungsfälle. Bei Nanofluiden handelt es sich um Suspensionen, bestehend aus einem Basisfluid und dispergierten Nanopartikeln. Das bisher weltweit am häufigsten untersuchte Basisfluid ist Wasser. Die Materialien der Nanopartikel, deren Größe zwischen 10 und 200 nm liegt, variieren zwischen reinen Metallen (Kupfer, Gold, Silber etc.), keramischen Oxiden (Aluminium-, Silizium-, Titandioxid etc.) und Kohlenstoffvariationen (Diamant, Kohlenstoffnanoröhrchen etc.). Im Projekt werden die Stoffeigenschaften, insbesondere Viskosität und Wärmeleitfähigkeit von Nanofluiden experimentell untersucht. Auf Basis der experimentell gewonnenen Daten werden bestehende Modelle zur Vorhersage dieser Stoffwerte geprüft und gegebenenfalls weiterentwickelt.
Vorteile und Lösungen
Die wirtschaftlichen Zielgruppen für Nanofluide unterscheiden sich in Hersteller und potentielle Anwender von Nanofluiden im Bereich Bau von Wärmeübertragungstechnik. Insbesondere die erste Zielgruppe ist bisher in anderen wirtschaftlichen Gebieten (Beschichtung von Bauteilen durch Einbrennen von Suspensionen, Herstellung medizinisch genutzter Nanofluide, Herstellung von Farben etc.) tätig. Für diese Firmen können Nanofluide eine Erweiterung ihrer Geschäftsfelder darstellen. In der zweiten Gruppe von Unternehmen, für die Nanofluide interessant sind, finden sich insbesondere Hersteller von wärmetechnischen Apparaten, wie Wärmeübertragern und Wärmerohren sowie Hersteller von Kühlsystemen für z. B. elektronische und elektrische Baugruppen. Hier steht insbesondere die Erhöhung übertragbarer Wärmemengen im Mittelpunkt.
Zielgruppe und Zielmarkt
Die Durchführung des Projektes „Entwicklung eines Messgerätes sowie eines Verfahrens zur Bewertung von Nanofluiden als innovative Kühlmedien“ hat für die ILK Dresden gGmbH einen signifikanten Zugewinn an Know-how bzgl. der Verwendung von Nanofluiden als Wärmeträger erbracht. Dieser Wissenszuwachs geht über die konkret im Projekt untersuchten Nanofluide bzgl. Stoffwerte und Anwendungen hinaus. Dies betrifft insbesondere die Auslegung und Optimierung von strömungstechnischen und thermodynamischen Bauelementen und fließt bereits jetzt in weitere Forschungsprojekte sowie Industrieaufträge ein. Weitere Bereiche interner wirtschaftlicher Gewinn- bzw. Wissenszuwachs sind insbesondere:
- Auslegung von konventionellen konstruierten Wärmeübertragern (Rohrbündel, Platten etc.), bei denen der Wärmeträger ein Nanofluid ist
- Verwendung von Nanofluiden in Thermosyphons und Heatpipes (Geothermie, Kühlung von Bauteilen, Klimatisierung von Nullenergiehäusern etc.)