Textilbasierende adiabatische Kühlsysteme für Hochtemperatur Schutzbekleidung. ApplyCOOLtex

Transkript

1 Textilbasierende adiabatische Kühlsysteme für Hochtemperatur Schutzbekleidung ApplyCOOLtex Beatrice Kottke Entwicklungsingenieurin ITP GmbH Gesellschaft für Intelligente Textile Produkte Chemnitz/Weimar

2 Gliederung 1. Motivation 2. Marktbetrachtung 3. Projektpartner 4. Arbeitsbedingungen 5. Zielstellung 6. Textiler Aufbau der Kühlkanäle 7. Ventilatoren 8. Simulation im Wärmeschrank 9. Konfektionierung der Kühlweste 10. Probleme 11. Nächste Schritte

3 Motivation Persönliche Schutzausrüstung Extreme Arbeitsbedingungen Niedrige Luftfeuchtigkeit, hohe Temperaturen Komfortbedürfnis der Arbeiter in der Arbeitsumwelt steigern Kurze Arbeitseinsatzzeiten Kombination von Wärmedämmung und Kühlen Aktives Kühlen Wärmedämmung Strahlenschutz Quelle:

4 Marktbetrachtung Quelle: Quelle: Quelle: Quelle: Quelle:

5 Projekt Teilnehmer Gefördert durch:

6 Arbeitsbedingungen von Hochofenarbeiter 8 h Tag, 5 h Pause 3 h im Hochofenbereich Temperaturbereich: C Direktes Arbeiten am Hochofen Temperaturbereich: bis zu 200 C max. 20 Minuten am Tag 1 Minute Schlacke entfernen Quelle: EN ISO 11612: Schutzkleidung für Arbeitnehmer, die Hitze und Flammen ausgesetzt sind, ausgenommen Schweißer und Feuerwehrleute Quelle:

7 Zielstellung - Wärmedämmung Aluminiumjacke mit Aerogelvliesdämmung Fotos: Beatrice Kottke

8 Zielstellung adiabatische Kühlweste ApplyCOOLtex Luftausgang Abstandsgewirke Superabsorbierendes Vlies Ventilator Warme Luftzufuhr

9 Textiler Aufbau der Kühlkanäle 1 Polymerfolie (TPU) 2 Hotmelt-Schicht 3 Feuchtigkeitsspeicher - Superabsorber mit integrierten Befeuchtungssystem (perforierte Schläuche) 3a hydrophiliertes Gewebe um die Superabsorber (100% Viskose) 4 Evaporationsmatrix - hydrophilisiertes Gewebe (Liner from Vochoc) 5 Trägertextil - Abstandsgewirke 1,1 mm 6 hydrophiles Baumwollgarn 7 Luftzufuhr - Ventilator CUIINC CFM40 / hy45ta-830

10 Textiler Aufbau der Kühlkanäle Luftausgang Superabsorbierendes Vlies Abstandsgewirke Evaporationsmatrix Ventilator Luftausgang Warme Luftzufuhr

11 Ventilatoren Ventilatorenmodule Ventilatormodul mit 2 Ventilatoren Radialventilator mit verschiedenen Modulen für Tests unterschiedlicher Kühlkanäle.

12 Simulation im Wärmeschrank Messung im Wärmeschrank Temperatur: 60 C Kühlmodul isoliert mit Polyester-Vlies und Aluminiumbeschichteter Folie ummantelt Warme Luftzufuhr: Temperatur ca. 60 C Das SAP Vlies wurde mit 200ml Wasser gefüllt

13 Temperatur in C Feuchtigkeit in % Simulation im Wärmeschrank Unterseite CM Oberseite CM1 Oberseite CM2 Raumtemperatur Zeit in h Luftfeuchtigkeit

14 Temperatur in C Luftfeuchtigkeit in % Simulation im Wärmeschrank 65,0 40,0 60,0 35,0 55,0 30,0 50,0 25,0 45,0 20,0 40,0 15,0 35,0 10,0 30,0 25,0 0:00 0:05 0:10 0:15 0:20 0:25 0:30 0:35 0:40 0:45 0:50 0:55 1:00 1:05 1:10 1:15 1:20 Zeit in h 5,0 0,0 Unterseite CM Oberseite CM1 Oberseite CM2 Raumtemperatur Luftfeuchtigkeit

15 Konfektionierung der Kühlweste 1. Prototyp Abb. Aleš Mašek Fotos: Aleš Mašek

16 Probleme Integration eines dosierenden Bewässerungssystems für die senkrechte Befüllung des SAP Einfache Anwendung ohne Spritzen evtl. Ständige Befeuchtung während des Betriebs Einsatz eines SAP Vlieses mit hydrophilflächigen Eigenschaften Speicherung und Weitergabe der eingebrachten Feuchtigkeit hoher Widerstand der Polfäden des Abstandsgewirkes - Anpassung Ventilatoren - Anpassung Carriertextil

17 Nächste Schritte Zufuhr der Luft in die Kühlkanäle vertikal von unten Anpassung der Konstruktion der Aluminiumjacke unter Berücksichtigung der EN ISO Abtransport der befeuchteten Luft nach Außen Vergleichstests der Aluminiumjacke mit Aerogelvlies und Polarfleece (70 % Modacrylic, 30 % Rayon) Einbau eines mehrteiligen textiles Sensorsystems für die Überwachung der Temperatur und Feuchtigkeitsversorgung des Kühlmoduls Gestickter Temperatursensor Gewebter Feuchtigkeitssensor

18 Das Projekt wird vom gefördert Die ITP GmbH steht Ihnen als Entwicklungsund Produktionspartner zur Verfügung. VIELEN DANK FÜR IHRE AUFMERKSAMKEIT Hauptsitz Zweigniederlassung Weimar Otto- Schmerbach- Straße Chemnitz / Germany info@itp-gmbh.de Fon: 0049 (0) Fax: 0049 (0) Goetheplatz Weimar / Germany weimar@itp-gmbh.de Fon: 0049 (0) Fax: 0049 (0)

19

20 Anhang Aerogelvlies Aerovylen - Dämmstoff cellulosebasierter Dämmstoff mit eingesponnenen Aerogelpartikeln Haptik / text. Eigenschaften: Materialien: Vernadelung: Dicke: Dämmwert: Flächengewicht: Optionen: flexibel und atmungsaktiv Cellulose Enova MT E/cm² 5,5 mm 0,032 W/mK ~ 320 g/m² Hydrophobierung Flammenhemmend

21 Anhang SEPA HY45T05A-830 CUI INC CFM Betriebsspannung 5 V 5 V Betriebsstrom 150 ma 160 ma Volumenstrom 38 l/min 238 l/min Druck 94 Pa 72 Pa Betriebstemperaturbereich -10 bis +80 C -10 bis 70 C Gewicht 9 g 13,5 g Dimensionen 5 x 45 x x 40 x 10.6 Module 4 2