Wärmeträgermedium

Ein Wärmeträgermedium ist ein Stoff, der Wärmeenergie von einer Wärmequelle zu einem Verbraucher transportiert. Es zirkuliert in einem geschlossenen oder offenen Kreislauf und gibt Wärme an Apparate, Produkte oder Prozesse ab oder nimmt sie auf.

In der Verfahrenstechnik werden Wärmeträgermedien zum Heizen, Kühlen oder Temperieren eingesetzt. Typische Wärmeträgermedien sind Wasser, Heißwasser, Dampf, Thermalöl, Wärmeträgeröle, Glykol-Wasser-Gemische sowie in Sonderfällen Gase. Die Auswahl richtet sich nach Temperaturbereich, Wärmestrom, Druckniveau und Sicherheitsanforderungen.

Wärmeträgermedien übertragen Wärme über Wärmeübertragungsflächen, etwa in Doppelmanteln, Rohrschlangen oder beheizten Wänden. Ein guter Wärmetransport erfordert geeignete Strömungsgeschwindigkeiten sowie saubere, benetzte Oberflächen.

Je stabiler die physikalischen und chemischen Eigenschaften eines Wärmeträgermediums sind, desto geeigneter ist es. Geringe Alterung und hohe thermische Beständigkeit sind insbesondere bei dauerhafter Belastung durch hohe Temperaturen entscheidend. Medien, die zur thermischen Zersetzung oder zum Cracken neigen, verlieren ihre Eigenschaften und reduzieren die Betriebssicherheit. Für Alterung / Cracken gibt es keine einfache geschlossene Formel, aber eine wichtige Faustgröße:

Alterungsrate ~ exp (-E_A / (R * T))

• E_A ist die Aktivierungsenergie der Zersetzung
• T ist die Temperatur

Ebenso ist ein Wärmeträgermedium umso interessanter, je niedriger der notwendige Systemdruck bei hohen Temperaturen ist. Medien, die auch bei hohen Temperaturen flüssig bleiben, ohne zu verdampfen oder sich chemisch zu verändern, ermöglichen einfachere Anlagenkonzepte und erhöhen die Sicherheit. Die Eignung eines Wärmeträgermediums wird durch Wärmekapazität, Dampfdruck, thermische Stabilität, Viskosität und Alterungsverhalten bestimmt.