gleichzeitige Ad- und Desorption zur diskontinuierlichen Kälteerzeugung (Quelle: BHKW Infozentrum GBR 2010)
Geplanter Aufbau des Adsorptions-Prüfstandes
Silicagel-Kügelchen werden in Größen von 0,1 bis 5 mm hergestellt
Das Projekt beschäftigt sich mit der Konzeption und dem Bau einer Adsorptions-Kälte-Anlage kleiner Leistungen auf Silicagel-Basis. Beim Betrieb einer Adsorptionskälteanlage laufen zwei Prozesse asynchron ab. Das erste Prozesspaar besteht aus der Verdampfung des Kältemittels und der Adsorption des entstehenden Kältemitteldampfes durch das Adsorptionsmittel. Die benötigte Verdampfungswärme wird dem Kaltwasserkreislauf entzogen und kühlt ihn dadurch ab. Der entstehende Wasserdampf lagert sich an dem getrockneten Adsorbens im Adsorber an. Die für den Phasenwechsel entstehende Adsorptionswärme wird an den Kühlwasserkreislauf abgegeben. Das zweite Prozesspaar besteht aus dem Desorber und dem nachfolgenden Kondensator. Bei der Desorption wird das Adsorbens durch die Zufuhr von Wärme getrocknet. Als Wärmelieferant dient dabei der Heizwasserkreislauf. Der entstehende Wasserdampf strömt in den Kondensator und wird durch die Rückkühlung verflüssigt. Abschließend wird das Kondensat wieder zum Verdampfer zurückgeführt.
Da die Adsorptions-Kälte-Anlagen mit kleiner Leistung erst seit wenigen Jahren auf dem Markt sind, ist das Optimierungspotential bei weitem nicht ausgereizt. Zunächst soll der Prozess der Ad- und Desorption von Wasser bei Silicagel untersucht werden. Hierzu wird ein Adsorptionsprüfstand in der Hochschule errichtet, bei dem günstige Betriebsparameter identifiziert werden sollen, wie z.B.:
Der geplante Adsorptionsprüfstand besteht als Hauptkomponente aus einer doppelwandigen Vakuumkammer. In ihr werden verschiedene mit Silicagel beschichtete Wärmetauscher untersucht. Die durch Adsorption aufgenommene Wassermasse wird über einen Zugkraftmesser bestimmt. Der Wasserdampf wird einem Wassertank entnommen, über ein Dosierventil entspannt und anschließend verdampft. Um die hohen Wassertemperaturen für die Desorption zu gewährleisten, wird eine Heizspirale verwendet. Die Rückkühlung bei der Adsorption wird durch einen Plattenwärmetauscher realisiert. Parallel hierzu werden verschiedene Beschichtungsverfahren für das Silicagel auf Blechen und Lamellenwärmetauscher untersucht.
