Entwicklung eines innovativen gasbetriebenen Zeolith-Heizgerätes. Ein Beitrag zur Steigerung der Energieumwandlungseffizienz und Emissionsminderung. Abschlussbericht
(Deutsch)
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Die vorliegende Arbeit wendet sich an Ingenieure und Wissenschaftler im Bereich der Adsorptionswärmepumpentechnik für den Einsatz in Ein- und Zweifamilienhäusern. Dabei wurde ein gasbetriebenes Heizsystem mit dem Stoffpaar Zeolith und Wasser entwickelt. Der Schwerpunkt der durchgeführten Arbeiten lag auf der Entwicklung einer Zeolithbeschichtung mit dem Ziel eines Adsorbers hoher Leistungsdichte und seiner Einbindung in ein effizientes Gesamtsystem. Voraussetzungen dafür sind neben einer hervorragenden hydrothermalen Stabilität der Zeolithbeschichtung und der Absicherung, dass diese keine fremden Substanzen an das Vakuum abgibt auch effiziente Hydraulikkomponenten sowie ein durchdachtes Regelungskonzept. Die Stabilität des beschichteten Zeolithen auf der Metalloberfläche konnte im Laufe des Projektes vor allem durch den Einsatz neuer Bindemittelsysteme deutlich verbessert werden. Gleichzeitig wurde der Sober-Wärmeüberträger hinsichtlich Material Masse und Geometrie optimiert. Zudem wurden Verdampfer und Modulrückschlagklappe als weitere Hauptkomponenten des Wärmepumpenmoduls entwickelt und optimiert. Darüber hinaus wurde ein Hydraulikkonzept zur effizienten Integration des Wärmepumpenmoduls in die Hydraulik eines Gesamtheizsystems entwickelt wobei die dazu erforderlichen Komponenten entwickelt optimiert und abgesichert wurden. Die Geräteregelung wurde ebenso entwickelt und optimiert so dass das Gesamtkonzept schließlich anhand von drei Demonstrationsprototypen unter Praxisbedingungen im Labor erfolgreich getestet werden konnte. Mit diesen Prototypen konnte für den Heizbetrieb mit einem Fußboden Heiznetz in Anlehnung an DIN 4650 2 ein Jahres-Nutzungsgrad von über 1,30 gemessen werden.
Entwicklung eines innovativen gasbetriebenen Zeolith-Heizgerätes. Ein Beitrag zur Steigerung der Energieumwandlungseffizienz und Emissionsminderung. Abschlussbericht