Charakterisierung und Bewertung von Adsorbentien für Wärmetransformationsanwendungen

In dieser Arbeit wurde die Charakterisierung und Bewertung von Adsorbentien für Wärmetransformationsanwendungen - Wärmepumpe, Kältemaschine und Speicher - ausgearbeitet. Eine umfassende Vermessung von kommerziell und im Labormaßstab erhältlichen Adsorbentien lieferte die Ausgangsdaten. Unter diesen Materialien hat sich eine neue Materialklasse durch ein besonders hohes Adsorptionsvermögen für Anwendungen im Niedertemperaturbereich herausgestellt. Diese Materialien vom Typ 'Selective Water Sorbent' sind modifizierte Silikagele in deren Poren hydratbildende Salze eingeschlossen sind.<br>Zur Parametrisierung der experimentell gewonnenen Gleichgewichtseigenschaften wurde die Potentialtheorie von Dubinin eingesetzt. Die im Rahmen dieses Ansatzes ermittelte charakteristische Kurve vereint in einer einzigen Funktion die gesamte thermodynamische Information über das Adsorptionspaar, und ist damit besonders gut für die Bewertung der Adsorptionspaare in Wärmetransformationsanwendungen geeignet. <br>Für die Bewertung von Adsorbentien wurden unterschiedliche Verfahren vorgestellt. Eine erste grobe Abschätzung des Potentials kann an Hand nur einer Isothermen oder Isobaren vorgenommen werden. Mit dem genaueren Verfahren auf Basis der charakteristischen Kurve können Stoffpaare mit unterschiedlichen Adsorptiven bei beliebigen Betriebsbedingungen einheitlich verglichen werden. Sind zusätzlich die Wärmekapazitäten von Adsorbat, Adsorbens und weiteren Bauelementen der Maschine bekannt, kann mit einer statische Wärmebilanzierung über den Kreisprozess der Wirkungsgrad berechnet werden. Um den zeitlichen Prozessablauf zu untersuchen, wurde ein dynamisches Modell entwickelt, das auf wenigen Effektivgrößen für den Stoff- und Wärmetransport im Reaktor beruht. Das Modell wurde an Hand der experimentellen Ergebnissen mit einem Testreaktor verifiziert. Zum Abschluss wurde mit Hilfe der gewonnen Materialdaten und diesem Modell eine komplexe zweistufige Adsorptionswärmepumpe dynamisch modelliert.

Author dc:creator

• Núñez, Tomas

Contributors dc:contributor

• Luther, Joachim

• Zeolith
• Wärmetransformation
• Modellierung
• Wärmepumpe
• Sonnenenergie
• Adsorption, heat transformation
• heat storage
• silica gel
• modeling

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