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Stockage et conversion de l'énergie de sorption pour se refroidir et chauffer

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Nouvelle technologie se développante pour permettre à la technique de stockage de chaleur d'être employée.

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Les nouveaux matériaux et technologies permettent pour utiliser l'énergie thermique plus efficacement. Rendez visite à Hall 13 à Hanovre Messe (les 7-11 avril) pour découvrir comment les chercheurs de l'alliance d'énergie de Fraunhofer appliquent ceci pour chauffer et refroidir les espaces et des processus industriels.

Dans beaucoup de pays industrialisés, des horizons de ville sont dominés par les façades imposants et les gratte-ciel en verre faits de béton et acier. Là un inconvénient est-il à ces structures magnifiques, cependant ? elles deviennent souvent très chaudes en été, ainsi elles ont besoin la plupart du temps des dispositifs de climatisation raffinés et coûteux. Et ceux-ci en expliquent déjà 14 pour cent de l'Allemagne ? consommation d'énergie annuelle de s. Les experts comptent que les conditions de refroidissement de total dans les bâtiments tripleront d'ici 2020.

Refroidissement et chauffage utilisant les cadres organiques en métal

Les systèmes de refroidissement thermiquement conduits sont une alternative possible à la climatisation traditionnelle. Ces systèmes emploient l'évaporation des fluides tels que l'eau à la basse pression d'enlever la chaleur de l'environnement ? une méthode de refroidissement de rendement optimum. Maintenant les chercheurs de l'institut de Fraunhofer pour les systèmes à énergie solaire ISE à Freiburg travaillent aux sorbants innovateurs qui peuvent stocker en particulier un grand nombre de vapeur d'eau. Pour développer ce matériel, les chercheurs se sont tournés vers les cadres organiques en métal (MOFs). ? Le matériel est fortement poreux et peut adsorber plus de 1.4 fois son propre poids dans l'eau ? dit Dr. Stefan Henniger de Fraunhofer ISE, décrivant une propriété distinctive de ces sorbants.

MOFs peut également être employé dans des pompes à chaleur thermiquement conduites. Considérant que les pompes à chaleur électrique comportent un compresseur électrique, est-ce que dans des ces pompes un adsorbant exécute le rôle d'a ? compresseur thermique ? tandis que l'eau sert de liquide réfrigérant. Le liquide réfrigérant gazeux est adsorbé par le sorbant, de ce fait laissant la phase gazeuse. La chaleur cette résulte de cette adsorption dans le matériel ? l'intérieur creux de s est transféré loin par un échangeur de chaleur et peut être employé pour le chauffage. Pour ceci à la fonction, le sorbant doit être appliqué à la surface de l'échangeur de chaleur de telle manière que le liquide réfrigérant s'évapore sans interruption jusqu'à ce que le sorbant soit saturé. Une fois que la capacité maximum d'adsorption est atteinte, l'entraînement de la chaleur est employé pour chasser le liquide réfrigérant stocké et pour le liquéfier. La chaleur de la condensation libérée dans le processus peut également être employée pour le chauffage.

Pour profiter de la pleine capacité de MOFs, il est important non seulement que la vapeur d'eau d'avoir facile d'accès sur les surfaces et le pore intérieurs du matériel mais pour le transfert de chaleur à partir du matériel soit également efficace. Pour faciliter le processus, les experts chez Fraunhofer ISE ont développé une nouvelle technique d'enduit, pour laquelle ils ont sollicité un brevet. Cette technique permet aux nouveaux sorbants d'être appliqués à l'équipement tel que des échangeurs de chaleur sans obstruer le transfert de la chaleur et de la masse. La recherche est placée par le ministère fédéral allemand des affaires économiques et de l'énergie.

La chaleur du stockage

Les équipements industriels, les centrales électriques et le biogaz plante tous se servent des processus dans lesquels la chaleur est essentiellement des déchets. Actuellement, à peine une partie quelconque de cette énergie calorifique est mise à l'utilisation ? quelque chose que les scientifiques chez le Fraunhofer instituent pour la technologie et la biotechnologie dièdres IGB à Stuttgart veulent changer. Les chercheurs travaillent sur les systèmes thermiques se développants et de linéarisations de stockage de zéolite.

Les zéolites sont les minerais cristallins avec une structure poreuse qui adsorbe d'autres substances telles que l'eau. Leur superficie interne peut être pas moins de 1000 mètres carrés par gramme. Quand le zéolite entre en contact avec de la vapeur d'eau, il lie des molécules d'eau dans ses pores, libérant la chaleur dans le processus. Dessécher le matériel est une manière de stocker la chaleur ; l'énergie que ceci prend est libérée comme chaleur dès que la vapeur d'eau sera de nouveau adsorbée. Des experts de Fraunhofer IGB développent maintenant la technologie pour permettre à cette technique de stockage de chaleur d'être employés.

Les systèmes thermochimiques de stockage de chaleur basés sur une combinaison des zéolites et de l'eau ont le potentiel d'amasser jusqu'à une énergie de 180 kilowatt-heures par mètre cube selon la température de remplissage et l'application. Pour mettre ceci dans la perspective, les systèmes traditionnels de stockage de l'énergie d'eau chaude ont normalement une densité d'énergie de moins de 60 kilowatt-heures par mètre cube. Cependant, les dispositifs de stockage thermiques sorbants de zéolite sont à cette étape du développement relativement chère. ? D'un point de vue économique et technique, nous voyons actuellement cette technologie étant mise en application dans l'industrie ? dit Mike Blicker, le directeur de groupe, la chaleur et les systèmes de sorption chez Fraunhofer IGB.