Superisolationen

Superisolationen sind Wärmeisolationen, deren Gesamtwärmedurchlässigkeit deutlich kleiner ist als die von ruhender Luft. Evakuierte, hochreflektierende Metallfolien zählen zu den diskontinuierlichen, evakuierte Schüttungen (Pulver, Glasfasern, Schäume) zu den kontinuierlichen Isolationen.

Mit evakuierten, hochreflektierenden Metallfolien oder mit Metallen bedampften Polymerfolien erreicht man die niedrigsten Wärmedurchlässigkeiten. Ihr Einsatzgebiet liegt meist im Bereich kryogener Temperaturen. Evakuierte Schüttungen können im Gesamtbereich zwischen kryogenen und hohen Temperaturen (4 bis 1200 K) eingesetzt werden, wenn das disperse Material eine entsprechende Temperaturfestigkeit aufweist (linkes Bild). In speziellen Fällen bieten sich sogar supraleitende Fasern als Werkstoffe an, um optimale Strahlungsauslöschung zu erzielen (rechtes Bild).




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Mittels Glasfaserpapieren oder Glaswolle können durch einen Thermofixationsprozeß vorzüglich druckbelastbare "Boards" hergestellt werden, die als Formteile ausgebildet sich mechanisch bearbeiten lassen. Durch die Orientierung der Faserachsen senkrecht zum Temperaturgradienten wird optimale Strahlungsextinktion und minimale Festkörperwärmeleitfähigkeit erzielt. Thermofixation ist auch für Keramikfasern einsetzbar.

Langjährige Erfahrungen mit Superisolationen in Forschung und Anwendung sind in Ref. 1 zusammengefaßt. Weiterführende Literatur kann dort eingesehen werden. Neuere Arbeiten betreffen die Optimierung von evakuierten Paneelenisolationen (Reduzierung der Fugenverluste, Ermittlung von thermischen Spannungen in den Polymerfolien, welche den Paneelenkern vakuumdicht einhüllen) mittels numerischer Methoden.



Ref. 1: H. Reiss, Superisolationen, VDI Wärmeatlas, 10. Aufl. (2006), Kf1 - Kf22 (auch in älteren Auflagen).



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