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Inhalt und Ziel des Forschungsprojekts
Die Wärmeleistung und Arbeitszahl (engl. coefficient of performance, COP) einer Adsorptionswärmepumpe hängen von der Adsorptionsrate ab. Die Adsorptionsrate ihrerseits ist eine Funktion des Massenaustausches in der Vakuumkammer zum Sorptionsmittel, des Wärmetransports vom Sorptionsmittel zu den wärmeleitenden Komponenten sowie des Zweiphasen-Wärmeübergangs während der Verdampfung und Kondensation. Die Forschungsarbeit im Rahmen des THRIVE Teilprojekts 3 wird zum Verständnis dieser Prozesse beitragen, mit dem Ziel, eine Adsorptionswärmepumpe mit höheren Arbeitszahlen zu entwickeln (> 15 beim Kühlen und > 40 beim Heizen). Die Schwerpunkte des THRIVE Teilprojekts 3 sind der Entwurf, die Konstruktion und der Zusammenbau der einzelnen Komponenten einer funktionsfähigen Adsorptionswärmepumpe. Dabei werden Komponenten für den Austausch von Sorptionswärme und Betriebsmittel entwickelt und in einer Vakuumkammer integriert. Die Materialien für die Komponenten werden von den Teilprojekten 1 und 2 bereitgestellt. Die Adsorptionswärmepumpe wird im Rahmen des Teilprojekts 4 getestet.
Wissenschaftlicher und gesellschaftlicher Kontext des Forschungsprojekts
Die Adsorptionswärmepumpen können industrielle Abwärme sowie Wärme aus erneuerbaren Energien nutzen, um Nutzwärme und Kälte bereitzustellen. Der Einsatz dieser Technologie kann die primärenergetische Effizienz von Erdöl- und Erdgasheizungen massgeblich erhöhen und deren CO2-Emissionen reduzieren. Insgesamt können damit der Stromverbrauch für Heizung und Kühlung in der Schweiz um 70% und der Verbrauch von fossiler Heizenergie um knapp 20% gesenkt werden.