Cascade thermochemical storage with internal condensation heat recovery for better energy and exergy efficiencies

Thermochemische Wärmespeicherprozesse beinhalten grundsätzlich eine signifikante Abgabe von Kondensationswärme an die Umgebung während des Beladens. Diese Wärmeabgabe beträgt bei Salzhydraten etwa 2/3 der für die Beladung aufgewendeten Wärme. Salzhydrate sind aber im Niedertemperaturbereich eine vielversprechende Materialklasse für Wärmespeicher in den Anwendungsfeldern Raumwärme und Bereitung von warmem Trinkwasser. Wir zeigen, dass interne Rückgewinnung von Kondensationswärme mithilfe eines neuen Konzepts der kaskadierten thermochemischen Wärmespeicherung zu einer Verbesserung der Energie- und Exergieeffizienz des Prozesses führt. Um das Potenzial dieses neuen Konzepts zu veranschaulichen vergleichen wir ein “klassisches” thermochemisches Wärmespeichersystem mit einem, welches die Kondensationswärmerückgewinnung enthält. Zur Vermeidung von Ergebnisverfälschungen haben beide Prozesse vergleichbare Temperatur-Randbedingungen. Die Energie- und Exergieeffizienz ist jeweils 1,8 mal so hoch wie die der “klassischen” thermochemischen Wärmespeicherung. Der Prozess mit Wärmerückgewinnung benötigt nur 55% des Energieaufwands des “klassischen” thermochemischen Systems zum Beladen, bei gleichem Wärmeoutput.