Please use this identifier to cite or link to this item: https://doi.org/10.15480/882.3836
Title: Frequency response analysis of heat and mass transfer in adsorbent composites and simplified performance estimation for heat transformation applications
Language: English
Authors: Laurenz, Eric 
Keywords: Adsorption Dynamics;Adsorption kinetics;Frequency Response Analysis;Thermal Conductivity;Effective Thermal Resistances;Modelling
Issue Date: 2021
Examination Date: 8-Oct-2021
Abstract (german): 
Die Adsorption von Kältemitteln an festen Adsorbentien lässt sich für umweltfreundliche Kühl- und Heizlösung anwenden. Die Frequenzganganalyse wird erweitert und angewendet, um Adsorptionsdynamik und -gleichgewicht von Wasser auf der metallorganischen Gerüstverbindung Aluminiumfumarat zu untersuchen. Basierend auf den erhaltenen ladungs- und temperaturabhängigen Transportparametern werden effektive Wärmedurchgangswiderstände von 1–‍4‍ (m2 K)/kW berechnet, etwa eine Größenordnung niedriger als die einer Silikagel-Schüttung, dem aktuellen Stand der Technik. Auf Wärmeübertragerebene ergeben sich damit spezifische Kühlleistungen von 0,2–0,7 kW/l.
Abstract (english): 
The adsorption of refrigerants on solid adsorbents can be applied in environmentally friendly solutions for cooling or heating demands. The frequency response analysis is extended and applied to investigate the adsorptions dynamics and the adsorption equilibrium of water on coatings with the metal–organic framework (MOF) aluminium fumarate. Based on the obtained loading- and temperature-dependent heat and mass transfer parameters, effective thermal resistances of 1–4 (m2 K)/kW are calculated, about one order of magnitude lower than state-of-the art silica gel beds. A design case study yields specific cooling powers of 0.2–0.7 kW/l at heat exchanger level.
URI: http://hdl.handle.net/11420/10560
DOI: 10.15480/882.3836
Institute: Technische Thermodynamik M-21 
Document Type: Thesis
Thesis Type: Doctoral Thesis
Advisor: Schmitz, Gerhard 
Referee: Gläser, Roger 
Funded by: Heinrich-Böll-Stiftung
Fraunhofer-Zukunftsstiftung
License: CC BY 4.0 (Attribution) CC BY 4.0 (Attribution)
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