Regenerierung von Adsorbentien mit solar erzeugter Prozeßwärme:
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Düsseldorf
VDI-Verl.
1994
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| adam_text | Titel: Regenerierung von Adsorbentien mit solar erzeugter Prozeßwärme
Autor: Henning, Hans-Martin
Jahr: 1994
Inhaltsverzeichnis 1. Einleitung 1 2. Gleichgewichtsthermodynamik der Adsorption 6 2.1. Thermodynamische Berechnung des Adsorptionsgleichgewichts 8 2.2. Darstellung der Gleichgewichtskurven 10 2.2.1. Adsorptionsisosteren 11 2.2.2. Adsorptionsisothermen 12 2.2.3. Adsorptionsenthalpien 14 2.3. Feuchte Luft als Adsorptiv-Inertgas-Gemisch 15 2.4. Desorptionsexergie und Entropieproduktion 16 2.4.1. Der Exergiegehalt feuchter Luft 16 2.4.2. Der Exergiegehalt des Adsorbens 18 3. Dynamische Modellierung der Festbettadsorption 20 3.1. Modell mit Poren-Diffussionsansatz für den Stofftransport im Adsorbens 20 3.1.1. Aufstellen der Bilanzgleichungen 21 3.1.1.1. Massenbilanz im Partikel 22 3.1.1.2. Enthalpiebilanz des Adsorbens 24 3.1.1.3. Massenbilanz im Inertgasstrom 25 3.1.1.4. Enthalpiebilanz im Inertgasstrom 26 3.1.1.5. Die Bilanzgleichungen im Überblick 27 3.1.2. Numerische Lösung des gekoppelten partiellen Differentialgleichungssystems 30 3.1.2.1. Numerische Lösung der Massenbilanzgleichung des Adsorbens 31 3.1.2.2. Numerische Lösung der Enthalpiebilanzgleichung des Adsorbens 32 3.1.2.3. Numerische Lösung der Massenbilanzgleichung des Inertgasstromes 32 3.1.2.4. Numerische Lösung der Enthalpiebilanzgleichung des Inertgasstromes 33 3.1.2.5. Die numerischen Verfahren im Überblick 34 3.2. Näherung unter der Annahme einer homogenen Kornbeladung 35 3.3. Sorptionspfadmodell 36 4. Komponenten des Solarsystems 39 4.1. Dynamische Modellierung von Solarkollektoren 39 4.1.1. Differentialgleichungssystem und numerische Lösung 39 4.1.2. Lösung des Differentialgleichungssystems im Frequenzraum 43 4.1.2.1. Die Übertragungsfunktionen 43 4.1.2.2. Analyse des Übertragungsverhaltens 45 4.2. Modellierung des Kollektor-Wärmetauscher-Systems 49 4.2.1. Vereinfachtes Modell eines Solarkollektors 50 4.2.1.1. Stationäres Kollektormodell 51 4.2.1.2. 1-Punkt-Kollektor-Modell 52 V
54 55 57 57 59 60 62 62 64 66 67 68 69 70 71 72 72 75 78 78 80 82 82 85 90 92 93 95 95 97 99 100 101 102 108 112 Charakteristikenmodell Vergleich der vereinfachten Kollektormodelle Modell der Verrohrung Modell des Gegenstromwärmetäuschers Regelstrategien des Kollektor-Desorber-Systems Low-Flow-Betrieb des Kollektors Experimentelle Untersuchungen Der Adsorptlons-/Desorptionsmeßstand Der Kollektor-Echtgrößen-Simulator Realisierung der Echtgrößensimulation Dynamisches Simulatormodell Bestimmung der Simulatorparameter Simulation des Simulators Kollektor-Echtgrößen-Simulation Analyse des Simulators im Frequenzraum Desorptionsmessungen - Vergleich mit Simulationsergebnissen Integrale Ergebnisse Zeitlicher Verlauf der Meßgrößen Parametrische Untersuchung solarer Desorptionsprozesse Solare Desorptionswirkungsgrade Ergebnisse der parametrischen Untersuchungen Untersuchungen mit Sizeo 15 Die Abhängigkeit von der Regelstrategie des Kollektors Exemplarische Darstellung ausgewählter Desorptionsprozesse Verbesserung des Systemertrags durch Low-Flow-Konzept Exergetische Analyse des solaren Desorptionsprozesses Die Abhängigkeit von den meteorologischen Bedingungen Untersuchungen mit Zeolith 13 X Die Abhängigkeit von der Regelstrategie des Kollektors Exemplarische Darstellung eines solaren Desorptionsprozesses Verbesserung des Systemertrags durch Low-Flow-Konzept Exergetische Analyse des solaren Desorptionsprozesses Die Abhängigkeit von den meteorologischen Bedingungen Sorptions-Tandem-System Die solare Desorption als Beispiel einer autarken solaren Prozeßwärmenutzung Zusammenfassung VI
Anhänge Anhang A1 Materialparameter und Desorberparameter 115 Anhang A2 Parameter der Komponenten des Kollektorsystems 117 Anhang A3 Berechnung der äußeren Oberfläche des Adsorbens 123 Anhang A4 Berechnung der Wärmewiderstände zwischen Adsorbens und Gas 125 Anhang A5 Übertragungsfunktionen Kollektor und Simulator 126 Anhang A6 Für Messungen und Simulationsrechnungen verwendete Strahlungszeltreihen 129 Anhang A7 Fehlerabschätzung zu den Desorptionsmessungen 130 Symbolverzeichnis 133 Literaturverzeichnis 139 VII
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