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Neues sorptives Entfeuchtungssystem mit Energiespeicherung mit Naturmaterial - SEENaM
Lufttrocknung als Demand-Response-System grüner Stromerzeugung
Kurzbeschreibung
Bezug zu aktuellen, öffentlichen Herausforderungen und Interessen
Ziel ist die Entwicklung eines neuen sorptiven Entfeuchtungssystems mit Energiespeicherung auf Basis natürlicher, fester Materialien für diskontinuierlich nutzbare regenerative Energiequellen. In dem neuen, auf einer Zeolith-Schüttung basierenden Funktionsprinzip durchläuft dieses feste Sorptionsmaterial als „Fluidstrom“ die Teilprozesse der Absorption und Desorption. Mit der Möglichkeit zur zwischenzeitlichen Einlagerung des Zeoliths ermöglicht der innovative Ansatz des neuen sorptiven Entfeuchtungssystems die Speicherung von Energie auf Basis natürlicher Materialien sowie die zeitliche und örtliche Trennung der Teilprozesse. Die Regeneration des Zeoliths kann folglich bedarfsgerecht, flexibel und CO2-neutral auf Basis regenerativ erzeugter elektrischer Energie realisiert werden. Gleichzeitig können die Energiebilanz der Luftentfeuchtung maßgeblich verbessert und negative Auswirkungen von Überkapazitäten bei der Stromerzeugung reduziert werden.
Einsatzbereiche
Einsatzgebiete für das sorptive Entfeuchtungssystem mit Energiespeicherung erstrecken sich im Allgemeinen über alle Anwendungen, in denen Luft zu entfeuchten ist und gehen weit über die im Projekt gewählte Beispielanwendung der Schwimmbadentfeuchtung hinaus. Sie umfassen industrielle Trocknungsprozesse ebenso, wie Anlagen zur Luftentfeuchtung in Nichtwohngebäuden.
Zielstellung
Folgende Merkmale prägen dieses Entwicklungsprojekt:
- Anwendung der festen Sorption mit zeitlich und örtlich voneinander getrennt realisierbarer Regeneration für die stationäre Installation in einem Lüftungssystem und als mobile Geräte
- Bindung und Speicherung der Feuchtigkeit aus dem Luftstrom mittels dem natürlichen Material Zeolith in Form einer Schüttung
- Von Luft durchströmbarer Käfig für Zeolithschüttung
- minimaler luftseitiger Druckverlust infolge der Durchströmung des Zeolith-Käfigs bei maximaler Beladungseffizienz
- in den Zeolith-Käfig integrierte Schnittstelle für die Regenerierung (Austreiben der Feuchtigkeit mittels hochtemperierter trockener Luft) des Zeoliths
- eine einfache Regelung und Steuerung nach luftseitigem Entfeuchtungsbedarf und Beladungszustand des Zeoliths durch Anpassung des Zeolith-Durchsatzes durch den Luftstrom
- ein Lager- und Transportsystem für das Zeolith zwischen Lufttrocknung (der Quelle der Beladung) und der Regeneration des Zeoliths (Entladung)
Vorgehen
Die Entwicklung erfolgt in fünf Meilensteinen:
- Grundlagenuntersuchungen zu Materialien und Funktionalitäten
- Entwicklung thermisch und strömungstechnisch relevanter Komponenten
- Entwicklung eines Transportsystems für das Zeolith
- Entwicklung, Aufbau und Erprobung eines Demonstrators mit Absorptions- und Regenerations-Einheit für das Zeolith einschließlich Regelung
- Entwicklung eines Gesamtsystems unter Berücksichtigung von Zeolithlagerung, -transport sowie Wärmeein- und -auskopplung
Ergebnisse / aktueller Stand
... in Bearbeitung
Fazit / Ausblick
Potentiell kann das neue sorptive Entfeuchtungssystem als Demand-Response-System für die nachhaltige grüne Stromerzeugung eingesetzt werden. Die geplante Entwicklung bedient in hohem Maße Nachhaltigkeitsstrategie des Bundes, speziell die Ziele für bezahlbare und saubere Energie, Industrie, Innovation und Infrastruktur, Nachhaltige Städte und Gemeinden sowie Maßnahmen zum Klimaschutz.
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