Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Ziel des Vorhabens ist es, einen offenen Sorptionskreisproze\u00df zur W\u00e4rmer\u00fcckgewinnung aus verunreinigten Br\u00fcden mit hohem Inertgasanteil zur Emissionsverminderung unter industriellen Bedingungen in einer Versuchsanlage zu erproben. Dabei kann die latente W\u00e4rme durch den Einsatz hygroskopischer L\u00f6sungen mit Temperaturen \u00fcber dem Taupunkt des Br\u00fcden zur\u00fcckgewonnen werden. Im Rahmen des beantragten Vorhabens soll ein neuartiges Verfahren erprobt werden, das es erlaubt, ein Vielfaches der W\u00e4rme, die mit einfachen offenen Sorptionskreisl\u00e4ufen zur\u00fcckgewonnen werden kann, aus dem Br\u00fcden auszukoppeln. Somit bietet die technische Realisierung des Verfahrens die M\u00f6glichkeit, erhebliche Mengen an Prim\u00e4renergie einzusparen. Die im Rahmen der experimentellen Untersuchungen gewonnenen Erfahrungen und Messdaten sollen die Basis zur Auslegung von Industrieanlagen bilden.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenMit Hilfe eines Sorptions-W\u00e4rmepumpen-Kreisprozesses soll der Anteil der aus dem Br\u00fcden zur\u00fcckgewinnbaren Kondensationsw\u00e4rme gegen\u00fcber Sorptionskreisl\u00e4ufen erh\u00f6ht werden. Das ist durch eine tiefere Ausk\u00fchlung der Abluft m\u00f6glich, wenn gleichzeitig die zus\u00e4tzlich gewinnbare W\u00e4rme mit Hilfe eines Transformationsprozesses aufgewertet wird. Dazu wird im Sorptions-W\u00e4rmepumpen-Kreisprozess mit einer Hilfsenergie aus einem Teilstrom der Waschfl\u00fcssigkeit Dampf bei h\u00f6herem Druck desorbiert. Zusammen mit der im W\u00e4rme\u00fcbertrager ausgekoppelten f\u00fchlbaren W\u00e4rme steht damit f\u00fcr die Aufheizung des W\u00e4rmetr\u00e4gers mehr W\u00e4rme zur Verf\u00fcgung.
\nZun\u00e4chst erfolgte die Auslegung der neuen Komponenten sowie der Umbau der Versuchsanlage. Parallel dazu wurde mit der Erstellung eines Modells zur Bestimmung der Prozessparameter des Verfahrens zur W\u00e4rmer\u00fcckgewinnung begonnen. Aus den ersten experimentellen Untersuchungen wurde ein Rechenprogramm entwickelt, das die Simulation und Optimierung von Industrieanlagen zul\u00e4sst.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Die durchgef\u00fchrten experimentellen Untersuchungen best\u00e4tigten, dass es durch die Integration einer W\u00e4rmetransformationsstufe in die Versuchsanlage, d.h. durch den \u00dcbergang vom Sorptionskreislauf zum Sorptionskreisprozess m\u00f6glich ist einen bedeutend gr\u00f6\u00dferen Anteil der Br\u00fcdenabw\u00e4rme energetisch nutzbar zu machen. F\u00fcr die Bereitstellung von 80 gr\u00e4digem Hei\u00dfwasser konnte bei einer zugef\u00fchrten Desorberheizleistung von 25 kW bei der Lindavia Fruchtsaft AG eine Gesamtw\u00e4rme von ca. 145 kW aus dem Br\u00fcden zur\u00fcckgewonnen werden. Dies entspricht einer Steigerung von ca. 50 % im Vergleich zum Sorptionskreislauf. Diese Steigerung ist durch eine verbesserte Br\u00fcdenausk\u00fchlung und der daran gekoppelten h\u00f6heren Br\u00fcdenentfeuchtung m\u00f6glich. W\u00e4hrend bei Einsatz eines Sorptionskreislaufes die Br\u00fcdenentfeuchtung bei ca. 25 % liegt, sind bei den durchgef\u00fchrten Versuchen Entfeuchtungen von ca. 40 % erzielt worden. Die berechneten W\u00e4rmeverh\u00e4ltnisse lagen zwischen e 5,8 – 7,7 bei der Lindavia Fruchtsaft AG. Durch die vergleichsweise ung\u00fcnstigeren Bedingungen bei der Malzfabrik Landsberg GmbH sank das erzielbare W\u00e4rmeverh\u00e4ltnis bei diesen Versuchen auf e 1,5.Das f\u00fcr die Simulation und Optimierung von Industrieanlagen erstellte Rechenprogramm liefert mit der Praxis gut \u00fcbereinstimmende Ergebnisse.
\nDie \u00f6konomische Bilanzierung ergab, dass die Amortisationszeiten f\u00fcr Sorptionskreisprozesse im Bereich zwischen 1,3 und 5 Jahren liegen. Als entscheidender Einflussfaktor ist hierbei die Volllaststundenzahl anzusehen. Die Aufwendungen f\u00fcr den Transformationsteil sind mit einem Anteil von ca. 10 % an den Gesamtkosten der Anlage gering. Kann die Anlage \u00fcber die W\u00e4rmer\u00fcckgewinnung hinaus zu einer Abgasreinigung beitragen, ergeben sich weitere \u00f6konomische und auch \u00f6kologische Vorteile.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Die Ergebnisse der Untersuchungen zu Sorptionskreisprozessen werden durch Ver\u00f6ffentlichungen in Fachzeitschriften (VDI-Fortschrittsberichte), Messepr\u00e4sentationen (z. B. TerraTec Leipzig, M\u00e4rz 2001), Kolloquia und Vortr\u00e4ge dem interessierten Fachpublikum vorgestellt. Des Weiteren k\u00f6nnen Informationen zu Sorptionskreisprozessen \u00fcber die Internetseiten der Universit\u00e4t abgerufen werden (htttp:\/\/www.iw.uni-halle.de\/ewi\/master.html) F\u00fcr die Umsetzung der Forschungsergebnisse besteht eine enge Kooperation der Universit\u00e4t mit der BHF – Verfahrenstechnik GmbH als Hersteller von Modulen zur Hochtemperatur-Brennwerttechnik f\u00fcr Heizkessel und BHKWs. F\u00fcr die Entwicklung und industrielle Umsetzung dieses Verfahrens wurden Mitarbeiter der Universit\u00e4t Halle-Wittenberg und der BHF-Verfahrenstechnik GmbH mit dem Wissenschafts- und Technologiepreis der Universit\u00e4t ausgezeichnet.
\nEine erste Industrieanlage f\u00fcr die Abgasw\u00e4rmenutzung mit Hilfe eines offenen Sorptionskreisprozesses wurde im November\/Dezember 2000 im Botanischen Garten der Stadt Frankfurt\/Main aufgebaut und in Betrieb genommen.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Die in diesem Projekt erzielten Ergebnisse best\u00e4tigen, dass es mittels Sorptionskreisprozessen m\u00f6glich ist, die Br\u00fcdenabw\u00e4rme im Vergleich zu Sorptionskreisl\u00e4ufen betr\u00e4chtlich zu steigern. Die daf\u00fcr erforderliche Antriebsw\u00e4rme stellt dabei keinen zus\u00e4tzlichen energetischen Aufwand dar, da sie anderenfalls f\u00fcr die entsprechende Heizaufgabe direkt genutzt werden w\u00fcrde. Durch den Vorteil der Sorptionskreisprozesse die Br\u00fcdenabw\u00e4rme auf ein entsprechend hohes Nutztemperaturniveau transformieren zu k\u00f6nnen, ergibt sich f\u00fcr die Sorptionskreisprozesse ein weites industrielles Anwendungsfeld. Zur Senkung der notwendigen Investitionen sollten sich weitere Forschungsanstrengungen auf die Verringerung der Apparategr\u00f6\u00dfen konzentrieren.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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