Ziel der Entwicklung

Logo: „Anschauungsmuster der Wärme- und Feuchterückgewinnung zwischen örtlich getrennten Luftströmen mittels Kreislaufverbundsystem und 3-fluidigen Membranwärmeübertragern“
„Anschauungsmuster der Wärme- und Feuchterückgewinnung zwischen örtlich getrennten Luftströmen mittels Kreislaufverbundsystem und 3-fluidigen Membranwärmeübertragern“

Projektziel war die Entwicklung textiler Wärmeübertrager, welche – integriert in Kreislaufverbundsysteme (KVS) – zwischen örtlich getrennten Luftströmen neben sensibler Wärme auch Feuchtigkeit übertragen können. Das Funktionsprinzip basiert auf einem Flüssigsorptionsprozess über semipermeable Membranen.

Vorteile und Lösungen

Die erfolgreiche Entwicklung textiler Wärme- und Feuchteübertrager in Kreislaufverbundsystemen orientiert sich beispielshaft an der Anwendung zwischen örtlich getrennten Luftströmen. Entwickelt, realisiert und messtechnisch analysiert wurden jeweils ein zwei- und ein drei-fluidiges KVS-System einschließlich zwei- beziehungsweise drei-fluidiger Membranwärmeübertrager.
Im Ergebnis des Projektes können sich die erreichbaren thermodynamischen Kennwerte beider Systeme gemäß den Projektzielen mit Öko-Designkriterien messen lassen.
Mit der Ergänzung um thermische Zusatzfunktionen können vorallem drei-fluidige textile Wärme- und Stoffübertrager im KVS-System zur multifunktionalen Komponente ausgebaut werden. Folglich sind potenziell alle thermischen Zustandsänderungen (Heizen, Kühlen, Entfeuchten, Befeuchten) außenluft- und abluftseitig unabhängig voneinander realisierbar. Temperatur- und Feuchteregelkreis können dabei unabhängig voneinander agieren. Auf konventionell übliche Nachheiz- oder Kühlregister kann folglich verzichtet werden. Umsetzbar ist neben der Flüssigsorption auch die Verdunstungskühlung – beispielsweise zur Auskopplung von „Kälte“ zur Zuluftkühlung.
Der Funktionsnachweis als maßgebliches Projektergebnis legt den Grundstein zum Schließen der Marktlücke der Wärme- und Feuchterückgewinnung zwischen örtlich getrennten Luftwegen.

Zielgruppe und Zielmarkt

Mit der Wärme- und Feuchterückgewinnung umspannt der Zielmarkt alle Arten von Lüftungs- und Klimatisierungsaufgaben (Büro-, Arbeits- aber auch Wohngebäude). Besonders interessant ist die entwickelte Technologie für Anlagen mit belasteter Abluft (Werkstätten, Labore). Ferner ist diese KVS-Enthalpierückgewinnung auch in prozesslufttechnischer Anlagen anwendbar.
Bis sich diese innovative Technologie in großem Umfang auf dem Markt etablieren kann, sind jedoch noch Entwicklungsaufgaben zu lösen, beispielsweise die Verbesserung des Wärmeübergangs zwischen Luft und Wasser (drei-fluidiges System), die konstruktive Optimierung und automatisierte Fertigung zur Minimierung von Herstellungskosten und -aufwandes sowie die Verbesserung der Langzeitstabilität (mechanisch und chemisch) eingesetzter Materialien und textilen Verbunde.
Die Markteintrittschancen sind vergleichsweise hoch, denn die textilen Wärme- und Stoffübertrager mit zwischengeschaltetem Flüssigsorptionsprozess schließen die Marktlücke der Feuchterückgewinnung zwischen örtlich getrennten Luftwegen. Mit dem optionalen Ausbau zur Multifunktionskomponente werden zudem Synergieeffekte genutzt, die vor dem Hintergrund der Energiewende, der Klimakrise, bis hin zur Corona-Viruspandemie den Anforderungen des Marktes Rechnung tragen: potenzieller Verzicht auf konventionelle Nachheiz- oder Kühlregister, Verknüpfung mit sommerlicher Verdunstungskühlung und sorptiver Entfeuchtung, Einsatz regenerativer Energien, verlustfreie Energiespeicherung, Behagliche relative Raumluftfeuchte (größer als 30 Prozent) und viele weitere Effekte.