Die vorliegende Arbeit untersucht neue M\u00f6glichkeiten zur Effizienzsteigerung von Adsorptionsk\u00e4ltemaschinen. Dazu werden Aspekte zur Reduktion der thermischen Masse des W\u00e4rme\u00fcbertragers im Adsorber, zu verschiedenen Arten der Adsorbensimplementierung, sowie zur Auswahl eines geeigneten Adsorbens betrachtet.<\/p>\n
Durch die Fixierung der thermodynamischen Randbedingungen, also der Verdampfungs-, Adsorptions- und Desorptionstemperatur mit den sich ergebenden Dr\u00fccken, f\u00fcr den Betrieb einer Adsorptionsk\u00e4ltemaschine ist der Arbeitsbereich eines Adsorbens festgelegt. Aus einer Vielzahl m\u00f6glicher Adsorbens\/ Adsorptiv-Arbeitspaare beschr\u00e4nkt sich diese Arbeit auf das Adsorptiv Wasser. Wasser bietet neben seiner chemischen Unbedenklichkeit eine hohe Verdampfungsenthalpie und stellt damit ein sehr gutes K\u00e4ltemittel dar. Aus der Festlegung zum Einsatz von Antriebsenergien auf einem Temperaturniveau unter 100 \u00b0C aus regenerativen Energiequellen wie der Solarthermie oder aus Industrieprozessen in Form von Niedertemperaturabw\u00e4rme, bietet sich somit die M\u00f6glichkeit zum Einsatz w\u00e4rmeleitender Polymere als Werkstoff f\u00fcr die Konstruktion von W\u00e4rme\u00fcbertragern. Die um bis zu 30 % geringeren W\u00e4rmekapazit\u00e4ten der untersuchten w\u00e4rmeleitenden Polymerwerkstoffe haben dabei einen direkten Einfluss auf die Effizienz (COP) einer Adsorptionsk\u00e4ltemaschine. Um den Einfluss der geringeren W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit der Polymerwerkstoffe im Vergleich zu Aluminium auf die Adsorptionskinetik und damit auf die spezifische K\u00fchlleistung (SCP) einer Adsorbereinheit zu beurteilen, wurde im Rahmen der Arbeit eine Testanlage zur Bestimmung von Sorptionskinetiken repr\u00e4sentativer Probek\u00f6rper konstruiert und aufgebaut. Mit Hilfe der Testanlage wurden Plattenprobek\u00f6rper, welche einen W\u00e4rme\u00fcbertrager simulieren, bei unterschiedlicher Implementierung verschiedener Adsorbentien bewertet und gezeigt, dass Polyamid 6 mit 20 Gew.-% expandiertem Graphit als w\u00e4rmeleitender F\u00fcllstoff sowohl f\u00fcr einfache Kugelsch\u00fcttungen als auch bei Spr\u00fchbeschichtungen eine ausreichend hohe W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit hat, um den Adsorptionsprozess nicht kinetisch zu limitieren.<\/p>\n
In einem weiteren Abschnitt betrachtet die Arbeit offenporige Bauteile aus Zeotyp\/Polymer-Verbundwerkstoffen und untersucht die Zug\u00e4nglichkeit der Adsorbenspartikel in der Polymermatrix. Aus drei unterschiedlichen Verfahrensweisen zur Schaffung einer hinreichenden Porosit\u00e4t der Bauteile haben sich f\u00fcr d\u00fcnne Bauteile das biaxiale Verstrecken gef\u00fcllter Polymerfolien und f\u00fcr komplexe dreidimensionale Strukturen das selektive Lasersintern einer feinpulvrigen Polymer-Adsorbens Mischung als vielversprechende Verfahren herausgestellt. Die Nutzung einer Antriebsenergie auf einem Temperaturniveau unter 100 \u00b0C f\u00fchrt im letzten Teil der Arbeit zu Untersuchungen zur Synthese von SAPO-18 mit dem Ziel eines Scaleups und dem Vergleich der anwendungsrelevanten Eigenschaften mit dem kommerziell erh\u00e4ltlichen TAPSO-34 von der Clariant Produkte (Deutschland) GmbH, welches im Rahmen dieser Arbeit als Benchmark-Material verwendet wird.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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