ZIM-Vorhaben ZF4042206CL7

Entwicklung innovativer regenerativ beheizter Strahlheizrohre für den Einsatz in Wärmebehandlungsanlagen mit geringem Bauraum

Forschungsstellen
RWTH Aachen, Institut für Industrieofenbau und Wärmetechnik
WS Wärmeprozesstechnik GmbH

Laufzeit
01.10.2017 – 30.09.2019

Zusammenfassung
Das Ziel des Forschungs- und Entwicklungsvorhabens ist die Verbesserung der Energieeffizienz und der Wirtschaftlichkeit von elektrisch beheizten Anlagen zur Erwärmung und Wärmebehandlung von Metallen durch den Einsatz energieeffizienter, regenerativ mit Erdgas beheizter Strahlheizrohre, welche aufgrund ihrer geringen Baugröße anstelle elektrischer Heizelemente in Industrieöfen mit geringem Bauraum eingebaut werden können. Dazu wird die erstmalige Entwicklung eines neuen Produkts, welches aus einem kompakten Strahlheizrohr mit neuartigen, integriertem Strahlheizrohrbrenner, verfolgt.
Realisiert wird dieses innovative Produkt durch den Einsatz von Strahlheizrohren mit gasbeheizten Regeneratorbrennern, welche eine kontinuierliche Gaszufuhr anteilig über die gesamte Länge des Strahlrohres ermöglichen. Die Verbrennung findet, anders als bei konventionellen Strahlrohren, über die gesamte Länge des Strahlheizrohres statt, wodurch die Notwendigkeit einer Abgasrezirkulation mit entsprechend großen Querschnitten entfällt und eine hohe Temperaturhomogenität an der Strahlheizrohrwand erstmals bei kompakter Bauweise des Strahlheizrohrs realisiert werden kann. Dadurch können die neuen Strahlheizrohre auch in Anlagen eingesetzt werden, welche aufgrund ihres beschränkten Platzangebots bisher nur mit elektrischen Elementen beheizt werden konnten.
So können die Vorteile erdgasbeheizter Strahlheizrohre, insbesondere die hohe Energieeffizienz und hohe Leistungsdichte erstmals auch an bisher elektrisch beheizten Anlagen genutzt werden. Dies erhöht die Flexibilität wärmetechnischer Anlagen in Bezug auf die eingesetzte Energiequelle in erheblichen Maße, da die Beheizung besser an die Verfügbarkeit der vorhandenen Energiequelle angepasst werden kann. Die kompakte Bauweise ermöglicht zudem den einfachen Einsatz in hybriden Ofenkonzepten, welche sowohl mit einer elektrischen als auch gasbefeuerten Beheizung ausgestattet sind. So können Anlagen, die für einen lastspezifischen Einsatz von Gas und Strom ausgerüstet werden, deutlich besser auf die zunehmenden Schwankungen im Gas- und Stromnetz reagieren. Das gemeinsame Forschungsvorhaben umfasst die experimentelle und numerische Auslegung, Konstruktion und Fertigung eines Prototyps des Strahlheizrohrs mit integriertem Brenner.


BMWi_Web_de_WBZlogo_zimDas Forschungsvorhaben mit dem Förderkennzeichen ZF4042206CL7 wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.