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One-dimensional model of a closed low-pressure adsorber for thermal energy storage

Schäfer, Micha und Thess, André (2018) One-dimensional model of a closed low-pressure adsorber for thermal energy storage. International Journal of Heat and Mass Transfer (117), Seiten 571-583. Elsevier. doi: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2017.09.095. ISSN 0017-9310.

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Offizielle URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0017931017314400?via%3Dihub

Kurzfassung

The energy transition from fossil to renewable energy requires the development and integration of efficient energy storages. For thermal energy storage, concepts based on adsorption are promising. One key challenge is to overcome limitations of the storage performance by the heat and mass transfer. Against this background, a closed low-pressure adsorber with zeolite 13X honeycomb adsorbent is studied numerically to identify the limiting factors. The focus of the study is on the adsorption process with the heat extraction limited to the end of the zeolite honeycomb arrangement. A detailed model which takes effects of rarefied gas flow (e.g. slip) as well as cooling effects by the inflowing vapour into account is derived. The model is applied to study the mass transport, heat transport and adsorption over a broad range of relevant geometry and process parameters. The simulations demonstrate that the adsorption process is not limited by the mass transport and isobaric conditions can be assumed in most of the studied cases. In addition, special effects of rarefied gas flow are found to be negligible. Regarding the heat transport, the convective cooling by the vapour is found only to be significant for a very short initial time period. Further analysis show that the process is mainly limited by the heat transport. Only for short channels and wide channel diameters the process becomes limited by the adsorption.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/122822/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:One-dimensional model of a closed low-pressure adsorber for thermal energy storage
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Schäfer, Michaschaefer (at) ies.uni-stuttgart.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Thess, Andréandre.thess (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2018
Erschienen in:International Journal of Heat and Mass Transfer
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1016/j.ijheatmasstransfer.2017.09.095
Seitenbereich:Seiten 571-583
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
Elsevier Ltd., xNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:Elsevier
Name der Reihe:Elsevier ScienceDirect
ISSN:0017-9310
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Adsorption, Zeolite, Honeycomb, Vacuum, Thermal energy storage, Simulation
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Speicher und vernetzte Infrastrukturen
HGF - Programmthema:Thermische Energiespeicher
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SP - Energiespeicher
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Thermochemische Prozesse (Speicher) (alt)
Standort: Stuttgart
Institute & Einrichtungen:Institut für Technische Thermodynamik
Hinterlegt von: Gosolits, Claudia
Hinterlegt am:04 Dez 2018 15:57
Letzte Änderung:01 Mär 2020 03:00

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