Offene Sorptionssysteme: Untersuchung unterschiedlicher Adsorbergeometrien und Sorptionsmittel
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Offene Adsorptionssysteme werden für unterschiedliche Anwendungen wie beispielsweise Heizen, Kühlen, Wärmespeicherung, Wassergewinnung oder Entfeuchtung genutzt. Die Möglichkeit Umweltenergie oder Prozessabwärme für die Regenerierung des Adsorbers zu nutzen und der Betrieb bei Atmosphärendruck stellen große Vorteile dar. Dadurch, dass die offenen Systeme mit der Umgebung in direktem Kontakt stehen, wird Wasser als Adsorptiv eingesetzt.
Aufgrund der hohen Anzahl der Ad- und Desorptionszyklen offener Adsorptionssysteme müssen diese je nach Anwendungen für den Betrieb bei hohen Temperaturen und hoher Luftfeuchte mit entsprechend geeigneten Materialien ausgelegt und konzipiert werden, um sowohl effektiv als auch langjährig einsatzfähig zu sein. Dazu sind Untersuchungen unterschiedlicher Sorptionsmittel und unterschiedlicher Adsorbergeometrien notwendig.
Zur Charakterisierung unterschiedlicher Adsorber wurde am LTT ein Prüfstand, bestehend aus einem Gebläse, einem Heizer, einem Dampfbefeuchter und der notwendigen Sensorik zur Bilanzierung des Prozesses, eingesetzt. Mit Flanschverbindungen war ein schneller Wechsel der Adsorber gewährleistet. Auch das Sorptionsmittel war über Befüllstutzen unkompliziert austauschbar. Es konnten der Volumenstrom, die Temperatur und die Feuchte der Prozessluft variiert werden. Durch die Charakterisierung der Sorptionsprozesse konnten Einflüsse der Adsorbergeometrie und des Sorptionsmittels dargestellt werden.
Mit Hilfe einer experimentell validierten, dynamischen Modellierung in der Modellierungssprache Modelica ist eine prädiktive Vorhersage offener Adsorptionsprozesse möglich.