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Sorptionenergiespeicher und -umwandlung für das Abkühlen und die Heizung

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Sich entwickelnde neue Technologie zum zu erlauben, dass Wärmespeicherungtechnik verwendet wird.

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Neue Materialien und Technologien machen es möglich, thermische Energie leistungsfähiger zu verwenden. Besuchen Sie Hall 13 im Hannover Messe (7.-11. April) um herauszufinden, wie Forscher vom Fraunhofer Energie-Bündnis dieses anwenden, um Räume und industrielle Prozesse zu erhitzen und abzukühlen.

In vielen Industrieländern werden Stadt-Skyline durch imponierende Glasfaçades und die Wolkenkratzer beherrscht, die vom Beton und vom Stahl gebildet werden. Dort ist eine Beeinträchtigung zu diesen ausgezeichneten Strukturen, zwar? sie erhalten häufig am Sommer sehr heiß, also benötigen sie meistens die durchdachten und teuren Klimaanlagen. Und diese erklären bereits ca. 14 Prozent von Deutschland? s-jährlicher Energieverbrauch. Experten berechnen, dass Gesamtabkühlende Anforderungen in den Gebäuden bis zum 2020 verdreifachen.

Abkühlen und Heizung unter Verwendung der Metallorganischen Rahmen

Thermisch gefahrene Kühlsysteme sind eine mögliche Alternative zur traditionellen Klimaanlage. Diese Systeme verwenden die Verdampfung der Flüssigkeiten wie Wasser mit Niederdruck, Hitze von der Umwelt zu entfernen? ein Energiesparendes Kühlverfahren. Jetzt arbeiten Forscher vom Fraunhofer Institut für Sonnenenergie-Systeme ISE in Freiburg an erfinderischen Sorbenten, die eine besonders große Menge des Wasserdampfes speichern können. Um dieses Material zu entwickeln, haben Forscher sich an Metallorganische Rahmen (MOFs) gewendet. ? Das Material ist in hohem Grade porös und kann absorbieren mehr als 1.4 mal sein eigenes Gewicht im Wasser? sagt Dr. Stefan Henniger von Fraunhofer ISE und beschreibt ein unterscheidendes Eigentum dieser Sorbente.

MOFs kann in thermisch gefahrenen Wärmepumpen auch verwendet werden. Während elektrische Wärmepumpen einen elektrischen Kompressor kennzeichnen, in diesen Pumpen führt ein Adsorbent die Rolle von a durch? thermischer Kompressor? während Wasser als Kühlmittel dient. Das gasförmige Kühlmittel wird durch den Sorbent absorbiert und so lässt die gasförmige Phase. Die diese Hitze resultiert aus dieser Aufnahme in das Material? s-hohler Innenraum wird weg von einem Wärmeaustauscher gebracht und kann für Heizung verwendet werden. Für dieses zur Funktion, muss der Sorbent an der Oberfläche des Wärmeaustauschers angewendet werden, sodass das Kühlmittel ununterbrochen verdunstet, bis der Sorbent gesättigt ist. Sobald die maximale Aufnahmekapazität erreicht wird, wird das Fahren von Hitze verwendet, um das gespeicherte Kühlmittel abzutreiben und es zu verflüssigen. Die Hitze der Kondensation freigegeben im Prozess kann für Heizung auch verwendet werden.

Um das volle Potenzial von MOFs auszun5utzen, ist es wichtig nicht nur für Wasserdampf einfachen Zugang zu den inneren Oberflächen und zum Poreraum des Materials aber für Wärmeübertragung weg von dem Material zu haben wirkungsvoll auch zu sein. Um den Prozess, haben Experten bei Fraunhofer ISE zu unterstützen eine neue Schichtstechnik entwickelt, für die sie ein Patent beantragten. Diese Technik erlaubt, dass die neuen Sorbente auf Ausrüstung wie Wärmeaustauscher zugetroffen werden, ohne Wärme- und Stoffübertragung zu versperren. Die Forschung wird durch das deutsche Bundesministerium für wirtschaftliche Angelegenheiten und Energie finanziert.

Hitze von der Lagerung

Industrielle Anlagen, Kraftwerke und Biogas pflanzt alle gebrauchen Prozesse, in denen Hitze im Wesentlichen ein Abfallprodukt ist. Z.Z. wird kaum irgendeine dieser Wärmeenergie zum Gebrauch gesetzt? etwas, das Wissenschaftler beim Fraunhofer für Zwischenflächen- Technik und Biotechnologie IGB in Stuttgart einleiten, möchten ändern. Die Forscher arbeiten an sich entwickelnden und optimierenthermischen Speichersystemen des zeoliths.

Zeolith sind kristallene Mineralien mit einer porösen Struktur, die andere Substanzen wie Wasser absorbiert. Ihre interne Fläche kann 1000 Quadratmeter pro Gramm soviel wie sein. Wenn der Zeolith Kontakt mit Wasserdampf erbt, bindet er Wassermoleküle innerhalb seiner Poren und gibt Hitze im Prozess frei. Das Material auszutrocknen ist eine Weise, Hitze zu speichern; die Energie, die diese nimmt, wird als Hitze freigegeben, sobald Wasserdampf wieder absorbiert wird. Experten von Fraunhofer IGB entwickeln jetzt Technologie, um zu erlauben, dass diese Wärmespeicherungtechnik verwendet wird.

Die thermochemischen Wärmespeicherungsysteme, die auf einer Kombination der Zeolith und des Wassers basieren, haben das Potenzial, bis 180 Kilowattstunden Energie pro Kubikmeter abhängig von der aufladentemperatur und der Anwendung anzusammeln. Um dieses in Perspektive zu setzen, haben traditionelle Heißwasserenergiespeichersysteme normalerweise eine Energiedichte von weniger als 60 Kilowattstunden pro Kubikmeter. Jedoch sind sorptive thermische Speichergeräte des Zeoliths in diesem Stadium der Entwicklung verhältnismäßig teuer. ? Von einem ökonomischen und technischen Standpunkt sehen wir z.Z. diese Technologie, die in der Industrie eingeführt wird? sagt Mike Blicker, Gruppenmanager, Hitze und Sorptionsysteme bei Fraunhofer IGB.