1 / 23

Abwärmenutzung durch Wärmetransport mit mobilen Sorptionsspeichern

Abwärmenutzung durch Wärmetransport mit mobilen Sorptionsspeichern. Georg Storch , Andreas Hauer ZAE Bayern Technik für Energiesysteme und erneuerbare Energie. Gliederung. Grundlagen Mobile Wärmespeicher. Gliederung. Grundlagen  Adsorption  Offene Sorptionssysteme  Zeolith

lorretta
Download Presentation

Abwärmenutzung durch Wärmetransport mit mobilen Sorptionsspeichern

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript


  1. Abwärmenutzung durch Wärmetransport mit mobilen Sorptionsspeichern Georg Storch, Andreas Hauer ZAE Bayern Technik für Energiesysteme und erneuerbare Energie

  2. Gliederung • Grundlagen • Mobile Wärmespeicher

  3. Gliederung • Grundlagen  Adsorption  Offene Sorptionssysteme  Zeolith  Stationärer Speicher • Mobile Wärmespeicher

  4. Motivation Industrielle Abwärme • Nutzungshindernisse: • Temperaturniveau • zeitliche Verfügbarkeit • räumliche Trennung Kumulierte prozesstechnische Abwärmeleistung in den Niederlanden. Quelle: Energy Research Centre of the Netherlands

  5. Adsorption Desorption Wärme Adsorbens Oberfläche Wassermoleküle Grundlagen: Adsorption Anlagerung von Wasserdampf an der inneren Oberfläche mikroporöser Materialien

  6. Verdampfungs- wärme Luft + Wasser Luft + Wasser Kondensations- wärme Adsorptions- wärme Desorptions- wärme Luft Luft Grundlagen: Offene Sorptionssysteme • Wasserdampf / Zeolith • Betrieb bei Umgebungsdruck • Zeolithpellets in Festbettschüttung • Luft als Trägergas für Wärme- und Stofftransport Desorption Adsorption Laden Entladen Zeolith

  7. Grundlagen: Warum Zeolith?

  8. Grundlagen: Zeolith • Alumosilikat-Gerüststruktur (Me+,Me2+0,5)x(AlO2)x(SiO2)y(H2O)z • Verschiedene Kationen möglich (häufig Na+,K+,Mg2+,Ca2+,…) • Anwendung als Sorbens, Katalysator, Ionenaustauscher • Weltjahresproduktion 800 000 t • Für Sorptionsanwendungen in offenen Systemen meist als Pellets Zeolith A Porendurchmesser 4 - 5 Å Zeolith X/Y Porendurchmesser 7.4 - 10 Å Moleküldurchmesser H2O: 2.6 Å

  9. Grundlagen: Speicherdichte und Temperaturhub 0.28 Beladung Zeolith Austritt Adsorption 0.2 0.1 Eintritt Adsorption 0.04 0.01 Eintritt Desorption Eintritt Adsorption

  10. Grundlagen: Speicherdichte und Temperaturhub adsorption @15°C, =0.95 desorption @150°C Speicherdichten bis zu 270 kWh/t und Austrittstemperaturen bis zu 200°C erreichbar !

  11. Projekterfahrungen: Stationärer Speicher • System • Adsorbens 7000 kg Zeolith 13X • Tankvolumen 10 m³ • Luftstrom 6000 m³/h • Therm. Leistung 130 kW (max.) Speicherdichte Q= 124 kWh/m³ (81 % des theor. Werts) Leistungszahl COPth= 0.92 (86 % des theor. Werts)

  12. Gliederung • Grundlagen • Mobile Wärmespeicher  Grundidee  Konzeptvergleich Zeolith/PCM  Forschungsvorhaben  Wirtschaftlichkeitsanalyse

  13. Nutzer A Zeo Zeo Lade- station Nutzer B Zeo LKW + Container Mobile Wärmespeicher Zeo + Nutzer C, D, … • BHKW • Müllverbrennung • Industriebetrieb • Klimatisierung • Schwimmbäder • Trocknung • …

  14. Mobile Wärmespeicher Forschungsprojekt: Abwärmenutzung durch mobile Sorptionsspeicher Laufzeit: Juli 2005 – Juli 2008 Förderung: Bundesministerium für Wirtschaft (BMWi) Partner: Hydro Aluminium Deutschland GmbH MVA Hamm Betreiber GmbH Tricat Zeolites GmbH Chemiewerke Bad Köstritz CWK GmbH

  15. Mobile Wärmespeicher Roadmap Laborexperimente & Planung Wirtschaftlichkeits- rechnung Bau Betrieb

  16. Mobile Wärmespeicher Konzept Mobile Sorptions-Speichereinheit Umgebauter Standard-Frachtcontainer. Zeolithvolumen 18,7 m³ Zeolithmasse 15 t Dicke der Schüttung 0,8 m Querschnitt der Schüttung 23,2 m² Max. Luftvolumenstrom 20.000 m³/h

  17. Fragestellung Technologievergleich: PCM Natriumacetat, Schmelzpunkt 58°C PCM Wärmeträger- fluid Wärmetauscher Andere Systeme ?

  18. Mobile Wärmespeicher Typische Kostenstruktur

  19. Mobile Wärmespeicher Resultierende Energiekosten

  20. Lade- station Zeo Brenn- stoff 105% Nutzer Mobile Wärmespeicher Energiefluss-Diagramm COP > 9 bezüglich Hilfsenergie ! Abwärme 132% Nutz- energie 100% Hilfsenergie, Transport 10.5%

  21. Mobile Wärmespeicher CO2-Emissionen

  22. Zusammenfassung • Sorptionsprozesse ermöglichen thermische Energiespeicherung • Zeolith bietet hohen Temperaturhub bei guter Speicherdichte und konstanter Leistung • Technische Machbarkeit in stationären Anwendungen bereits gezeigt • Laufendes Forschungsprojekt zur mobilen Nutzung • Zu klärende Fragen: mechanische Stabilität, Desorption mit Abgas • Wirtschaftlicher Betrieb möglich • Stark abhängig vom Verhältnis Arbeitskosten/Energiepreis

  23. Dank Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

More Related