"Wir haben die Prozess- und Verfahrenstechnik entwickelt und uns angeschaut, wie wir das Wärmespeicherprinzip technisch umsetzen können – also beispielsweise, wie ein Speicher aufgebaut werden muss und an welcher Stelle man Wärmetauscher, Pumpen und Ventile benötigt", erläutert Blicker. Die Materialtests wurden von den Entwicklungspartnern übernommen: Sie haben untersucht, welche der verschiedenen Zeolithe sich am besten eignen, wie groß die Zeolithkügelchen sein sollten und ob der Werkstoff auch nach vielen Speicherzyklen noch stabil ist. Sorptive Wärmespeicherung mit Zeolith - Containerlösung kurz vor Marktreife. In den Versuchen konnte die Wärme viele tausend Male gespeichert werden, ohne dass das System größere Verschleißerscheinungen gezeigt hätte. Die Ergebnisse haben die Forscher auf die aktuelle Versuchsanlage übertragen: Sie umfasst 750 Liter Speichervolumen und befindet sich mit allen nötigen Zusatzaggregaten in einem transportablen Container. Somit können die Wissenschaftler die Anlage an unterschiedlichen Einsatzorten unter realistischen Bedingungen testen.
Der Wasserdampf kondensiert an einem Wärmetauscher und gibt dabei wiederum Wärmeenergie ab (Desorption), die ebenfalls dem Heizkreislauf zugeführt wird. Nach einer kurzen Abkühlungsphase kann dieser Kreislauf aus Adsorption und Desorption von vorn beginnen. Weil es sich um keine chemische, sondern eine rein physikalische Reaktion handelt, sind praktisch unendlich viele Zyklen der Durchfeuchtung und Trocknung möglich. Unbegrenzt oft kann so kostenlose und ökologische Umweltwärme in das Heizsystem überführt werden. Solare Wärme für den Winter: Zeolith-Speicher lässt einen Traum wahr werden. Desorptionsphase: 1 Brennwert-Unit 2 Zeolith-Modul 3 Heizkreis (Radiator) 4 Wasserdampf 5 Wasser (kondensiert) 6 Wasser (verdampft) 7 Solar-/Luftkollektoren Bild vergrößern Mit ihrer neuartigen, umweltfreundlichen Technik ist die Zeolith-Gas-Wärmepumpe vermutlich das effizienteste Gas-Heizgerät der Welt. "Der Energieträger Gas wird in aktuellen Brennwertgeräten bis an die physikalischen Grenzen genutzt", so Andreas Christmann, Leiter Produktvermarktung bei Vaillant Deutschland.
Das Austria Solar Innovation Center (ASiC) in Wels beschäftigt sich aktuell in mehreren Forschungsprojekten mit diesem Thema. Für die "Gebäude Installation" fasst Bernhard Zettl, Physiker und Projektleiter am ASiC, die wichtigsten Trends zusammen. Von Jahr zu Jahr gibt es mehr solarthermische Anlagen an Häusern und Industriegebäuden. Die dort gewonnene Energie kann nicht immer gleich eingesetzt werden, sondern soll für die Bereitstellung von Wärme gespeichert werden. Zeolith wärmespeicher selber baten kaitos. Je nach Einsatz braucht es dazu Speicher, die Energie über unterschiedliche Zeiträume konservieren können. Für die Bereitstellung von Heizwärme sind Langzeitspeicher nötig, die Wärme in den entsprechenden Temperaturbereichen idealerweise über Wochen bis Monate speichern können. Neue Speichertechnologien auf der Basis von Latent- und Sorptionswärme können dabei helfen. Die Entwicklung der neuen Speichertechnologien steht für die meisten Einsatzzwecke erst am Anfang. Grundlagenforschung, angewandte Forschung und Demonstrationsprojekte werden für diese Speicheranwendungen zurzeit unternommen.
Um auch die tiefer liegenden Teilchen zu erwärmen hat man metallische Wärmeleiter in der Schüttung versenkt, die die Solarenergie in die Tiefe transportiert. Das funktioniert, hat aber den Nachteil, dass pro Volumeneinheit weniger Zeolith aufgeschüttet werden kann. "Unter dieser Bauweise leidet die Kapazität", sagt Heidrun Klostermann, die am Fraunhofer Institut für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik in Dresden eine Arbeitsgruppe leitet, die die Zeolith-Partikel mit einer hauchdünnen Schicht aus Aluminium überzieht. Sie sorgt dafür, dass die Teilchen Wärme an ihre Nachbarn abgeben, verhindert aber nicht die Verdunstung des Porenwassers und die spätere Wiederaufnahme der Flüssigkeit zur Wärmefreisetzung. Leitfähigkeit soll um das Zehnfache steigen Im ersten Anlauf konnte das Team die Wärmleitfähigkeit bereits verdoppeln. Das reicht Klostermann noch lange nicht. "Wir streben eine Steigerung um den Faktor fünf bis zehn an", so die Teamleiterin. Wärme speichern? | Handwerk+Bau. Was so einfach klingt, birgt durchaus große Herausforderungen.
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