Mit einer neuen Technik zum Prägen von Rohren können Kessel, Reaktoren und Wärmeübertrager für Industrieanwendungen kostengünstiger gefertigt werden. Mit den neuartig strukturierten Rohren schrumpfen die Abmessungen der Apparate und Anlagen bei gleichbleibender Leistung um die Hälfte bis zwei Drittel; entsprechend sinken Materialbedarf und Produktionsaufwand. Möglich wird diese Einsparung durch die Intensivierung von Wärmeübertragungsprozessen unter Verwendung handelsüblicher Stahlrohre mit nutzungsabhängig strukturierten Oberflächen. Für die Entwicklung der sogenannten ERK-Tubes wurde der Berliner Energietechnik-Spezialist ERK Eckrohrkessel GmbH mit dem Deutschen Rohstoffeffizienz-Preis des Bundeswirtschaftsministeriums ausgezeichnet.
Rohre mit nutzungabhängig strukturierter Oberfläche
In zehnjähriger Forschung hatte ERK Eckrohrkessel in Kooperation mit der Technischen Hochschule Wildau die Voraussetzungen für den praktischen Einsatz von ERK-Tubes geschaffen und eine neuartige Umformmaschine entwickelt. Sie prägt fortlaufend regelmäßige, in Durchmesser, Form und Tiefe bedarfsabhängig differenzierte Einbuchtungen in die Rohroberfläche. Die Wandverformungen erzwingen in durchströmenden Medien Turbulenzen und verbessern so die Intensität der Wärmeübertragung.
Das Projekt wurde mit Fördermitteln aus dem Zentralen Innovationsprogramm Mittelstand des Wirtschaftsministeriums gefördert und von der AiF Projekt GmbH betreut. „Als Ergebnis 85-jähriger Erfahrung unseres Unternehmens bei der Konstruktion von Industriekesseltechnik können wir heute die Oberflächenstruktur von Glattrohren hinsichtlich Wärmeübergang, Druckverlust, Verschmutzungsneigung und Akustik jeweils projektspezifisch auslegen“, sagt Professor Udo Hellwig, Geschäftsführer der ERK.
Mehr als 1.000 internationale Referenzanwendungen alleine bei Wärmeübertragern sind bereits installiert. Gegenüber Drall-, Spiral- oder Rippenrohren weisen die ERK-Tubes einen um bis zum Faktor drei höheren Wärmeübergang auf .Bislang werden sie vor allem in den Bereichen Energiewirtschaft, Chemie, Lebensmittelindustrie, Schiffstechnik, im Apparate- und Anlagenbau genutzt – häufig in Form von Rauchrohrkesseln im kleinen und mittleren Leistungsbereich bis 30 MW thermisch.
Besserer Wärmeübergang durch erzwungene Turbulenzen
Tests laufen mittlerweile auch bei Automobilbauern, Zulieferern der Luftfahrtindustrie und in Müllverbrennungsanlagen. Neben der Ersparnis bei Material, Gewicht und Verarbeitungsschritten in der Fertigung sowie der höherer Energieausbeute bei konstanter Größe spricht die geringe Verschmutuzungsneigung für die Rohrtechnik. Selbst bei starker Partikelbeladung von Rauchgasen lassen sich im Vergleich zu Anlagen mit konventionell geformten Rohren sechsfach längere Standzeiten, ein konstant hoher Wirkungsgrad sowie dauerhaft geringerer Brennstoffverbrauch sichern.
Zum Massenproduzenten kann und will ERK Eckrohrkessel nach eigenen Angaben nicht werden. Vielmehr sollen Lizenznehmer mit Maschinen und Umform-Know-how beliefert werden, die ihren Rohrbedarf vor Ort dann selbst produzieren. Nach Unternehmensangaben seien Anlagenbauer in Deutschland und Serbien bereits vertraglich gebunden, mit Interessenten aus der Türkei, Argentinien und Australien würden Gespräche geführt.
