Wärmeübertragung: Wärmeträgeröl vs. Wasser

Wärmeträger

Bei vielen industriellen, aber auch privaten Anwendungen wird Wasser zur Wärmeübertragung verwendet. Dabei kann die Aufgabe sein, ein Medium oder Bauteil zu kühlen, also Wärme abzutransportieren oder im umgekehrten Fall, es zu heizen und die Temperatur von einer Quelle zum Medium oder Objekt zu transportieren. Unterschiedliche bauliche Voraussetzungen und Anforderungen an die Wärmeübertragung führen zu der Entscheidung, welches Medium zur Wärmeübertragung genutzt werden soll.

Wasser hat beispielsweise eine sehr gute Wärmeleitfähigkeit, ist aber auch anfällig für mikrobielle Belastung und kann in der Anlage zu Korrosion führen. Darüber hinaus hat es einen relativ niedrigen Siedebereich, was die Übertragung höherer Temperaturen schwierig macht. Ein alternatives Medium ist Öl, welches je nach Viskosität eine entsprechend schlechtere Wärmeleitfähigkeit mit sich bringt, dafür aber gegen Korrosion schützt und die Übertragung höherer Temperaturen ermöglicht.

Anforderungen an Wärmeträgeröl

Wärmeträgeröl, auch Thermalöl genannt, kommt vorrangig in industriellen Anlagen und Prozessen vor. Abhängig von seiner chemischen Zusammensetzung kann Wärmeträgeröl zur Beheizung oder als Kühlmittel genutzt werden. Je nach Anwendung kommt es auf Basis von Mineralöl, Synthetiköl oder beispielsweise biologisch schnell abbaubarem Öl vor.

Wärmeträgeröle sind extrem temperaturbeständige Öle, die in industriellen Anlagen bei der Wärmezufuhr oder -abfuhr eingesetzt werden. Meist erfolgt der Transport innerhalb eines geschlossenen Kreislaufs. Im Regelfall befinden sich Wärmeträgeröle im Dauereinsatz und müssen ohne Störung mehrere Jahre funktionieren sowie eine hohe Temperaturbeständigkeit aufweisen. Je nach Einsatzgebiet sind Faktoren zu berücksichtigen, wie Auswahl der geeigneten Viskosität, Festlegung des notwendigen Flammpunktes, Stabilität gegen Ölalterung, gute Wärmeübertragungseigenschaften, Eignung für lebensmittelnahe Bereiche, niedrige Feuergefährlichkeit, gute Entsorgungsmöglichkeiten und einiges mehr. Da es kaum ein Wärmeträgeröl gibt, das alle Punkte gleichzeitig erfüllt, steht vor dem Einsatz die sorgfältige Prüfung und Auswahl passenden Produktes.

Die Bedeutung der thermischen Stabilität bei Wärmeträgerölen

Eine der wichtigsten Eigenschaften von Thermalölen ist die thermische Stabilität. Mit thermischer Stabilität ist die Beständigkeit des Wärmeträgers gegenüber einer thermischen Belastung gemeint. Sollte sie mangelhaft sein, dann kann es in der Anlage verstärkt zur sogenannten Varnish-Bildung und zu Ablagerungen im System kommen. Das führt zu Effizienzverlust und verkürzt die mögliche Einsatzdauer des Wärmeträgeröles immens. Deshalb ist es von großer Bedeutung, dass das Wärmeträgeröl genau auf das Anwendungsgebiet angepasst ist und so hilft, die thermische Zersetzung über viele Jahre hinauszuzögern.

Zerfällt Wärmeträgeröl, wird dessen Molekülstruktur aufgespalten.  Abbauprodukte in flüssiger, gasförmiger oder fester Form entstehen. Diese können die Viskosität oder den Flammpunkt des Wärmeträgers negativ beeinflussen. Sollte das Thermalöl mit zu vielen Abbauprodukten belastet sein, dann sollten Sie einen entsprechenden Ölwechsel durchführen, um Schäden an Ihren industriellen Anlagen zu vermeiden. Eine begleitende Ölanalytik gibt Aufschluss über den Zustand Ihrer Anlage und des Wärmeträgeröles.

Einsatzgebiete von Wärmeträgerölen

Wärmeträgeröle werden im Regelfall als Wärmeübertragungsmedium in Heizsystemen und kombinierten Heiz-Kühlsystemen verwendet. Da sie je nach Art auch bei Temperaturen über 300 °C stabil bleiben, ermöglichen sie eine ideale Wärmeübertragung. Ein Beispiel aus dem privaten Anwendungsumfeld sind die sogenannten Ölradiatoren. Das sind mobile Heizgeräte für Zuhause. Ein weiteres Einsatzgebiet von Wärmeträgerölen sind industrielle Anlagen, die nicht direkt beheizt werden können. So ist es z.B. möglich, gefährliche oder auch empfindliche Stoffe schonend zu erwärmen.

Zu den vielfältigen Einsatzbereichen zählen:

  • Destillationskolonnen (Apparate, die zur Trennung von thermischen Gemischen eingesetzt werden)
  • Anlagen zur Kunstharzherstellung
  • Herstellung von Kunstoffen in sogenannten Polymerisationskesseln
  • Herstellung von Papier in Kalandern
  • Wärmetauscher in Prozessanlagen und Wärmerückgewinnungsanlagen
  • Heiz- und Trockenanlagen in der Zementindustrie
  • Großbäckereien

Zusammengefasst finden Wärmeträgeröle also bei den Prozessen Anwendung, bei denen entweder sehr große Mengen an Wärme erzeugt bzw. transportiert werden oder hohe Temperaturen eine Rolle spielen. Sie sind für Betriebstemperaturen bis zu 400 °C gerüstet und decken damit einen Temperaturbereich ab, bei dem der Einsatz von Wasser nicht mehr möglich ist.

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