Wärme- und Sorptionssysteme

Die effiziente Energienutzung ist in Zeiten des Klimawandels und knapper werdender fossiler Energieträger eine der großen Herausforderungen der heutigen Zeit und bildet den Schwerpunkt der Arbeitsgruppe »Wärme- und Sorptionssysteme«. Eine der zentralen Aufgabenstellungen ist die Steigerung der Energieeffizienz durch die Anwendung und Kombination energiesparender oder prozessintensivierender Technologien. Für verfahrenstechnische Prozesse bieten sich für einen effizienten Energieeintrag Technologien wie die Trocknung mit überhitztem Dampf oder der Einsatz von Mikrowellen für eine volumetrische Erhitzung besonders an.

Neben der Prozessintensivierung und der energieeffizienten Auslegung industrieller Prozesse, sind die effiziente Anwendung regenerativer Energien und die Möglichkeiten zur Energiespeicherung elementare Bestandteile einer nachhaltigen Energienutzung. Bei vielen Industrieprozessen fallen große Mengen Abwärme an – die Nutzung dieser Abwärme stellt ein großes Einspar- und Optimierungspotenzial dar. Wichtige Handlungsgebiete sind hierbei die Entwicklung, Realisierung und Optimierung innovativer Konzepte für thermische Stoffaufbereitungsverfahren. Sorptive Wärmespeicherung, solare Meerwasserentsalzung, die Aufkonzentrierung von Industrieabwässern, sorptive Wassergewinnung aus Luftfeuchte sind Beispiele für Anwendungen, die von uns bearbeitet werden.

Für die Forschung, Entwicklung und Prozessapplikation im Auftrag industrieller Kunden stehen stationäre und mobile Labor- und Technikumsanlagen zur Verfügung, sowie eine umfangreiche Ausstattung zur analytischen Bewertung und leistungsfähige Software-Tools zur Simulation und Bau von Prototypen.

Forschungsthemen

 

Sorptive Wärmespeicher

Ein wichtiger Baustein energieeffizienter Prozesse sind Systeme, mit denen sich Wärme verlustfrei speichern und bei Bedarf transportieren lässt. Um dies realisieren zu können sind hinsichtlich Speicherkapazitäten, Effizienz und Flexibilität neue Systemansätze gefordert, die wir mit der Entwicklung von ab- und adsorptiven Wärmespeichersystemen verfolgen.

 

Thermische Trennprozesse

In vielen Industriebetrieben fallen stark verunreinigte Abwässer an, unser mehrstufiges Vakuumverdampfungsverfahren ermöglicht sowohl bei der Aufbereitung industrieller Prozesswässer als auch bei der Meerwasserentsalzung Einsparungen durch den effizienten Einsatz von Wärme bei niedrigen Temperaturen. In dem von uns verfolgten Konzept werden für die Bildung des Vakuums Vakuum- oder Strahlpumpen benötigt.
 

Sorptive Entfeuchtung

Die sorptive Entfeuchtung besteht aus zwei Teilschritten: zuerst wird die Feuchte aus der Luft an einer hoch konzentrierten Salzlösung absorbiert; anschließend wird die verdünnte Salzlösung destilliert und das von der Salzlösung getrennte Wasser kondensiert. Die sorptive Entfeuchtung findet beispielsweise Anwendung in der Trinkwassergewinnung aus Luftfeuchtigkeit.
 

Trocknung und Torrefizierung

Überhitzter Dampf zur Trocknung bietet hervorragende Möglichkeiten den Trocknungsprozess hinsichtlich Trockenzeit und Energieverbrauch wesentlich effizienter zu gestalten. Neben der gezielten Erfassung der aus dem Produkt ausgetragenen Feuchte als Dampf oder Kondensat ermöglicht das Verfahren die Rückgewinnung volatiler Bestandteile.

 

Prozessintensivierender Energieeintrag

Im Vordergrund unserer Forschung steht die Anwendung elektromagnetischer Felder für den effizienten und gezielten Eintrag von Energie in verfahrenstechnische Prozesse, beispielsweise zur Konservierung flüssiger Lebensmittel oder auch für die Entsorgung von Abfällen.