Entwicklung kapazitiver Sensormessprinzipien zur Enthalpiebestimmung in Sorptionsspeichern

Durch Trocknen sorptiver Materialien kann in diesen Wärme eingelagert werden, die zugeführte Energie bleibt in sogenannten thermochemischen Speichern solange erhalten bis wieder Feuchtigkeit zugeführt wird. Für die Anwendung zukünftiger Wärmespeicher auf Basis solcher sorptiven Materialien ist es notwendig, den Ladezustand des Wärmespeichers für einen optimalen Betrieb hinreichend genau zu kennen. Aktuell gibt es keine zuverlässigen und praktikablen Verfahren, um den Ladezustand zu bestimmen. Im Rahmen des Forschungsprojektes SenSOR der Forschungsgruppe ASiC der FH Oberösterreich wird ein derartiges Sensormessprinzip für die Ladezustandsbestimmung von Wärmespeichern entwickelt. Es wird die Korrelation zwischen dem aktuellen Ladezustand und der Feuchtigkeit des Materials ausgenutzt, wobei der aktuelle Materialfeuchtegehalt mit Hilfe eines kapazitiven Messprinzipes auf Basis eines Resonanzschwingkreises ermittelt wird. Im Rahmen einer empirischen Erhebung werden etwaige Querempfindlichkeiten analysiert und im Anschluss an die Systemidentifikation als Hammerstein-Wiener-Modell mittels Korrekturrechnung dynamischer Fehler berücksichtigt. Es folgt der Vergleich dreier unterschiedlicher sorptiver Materialien, wobei die jeweilige Charakteristik als Funktion der aktuellen Materialfeuchte zur gemessenen Kapazität zur Diskussion gebracht wird. Der Nachweis der Korrelation zwischen der gravimetrischen Gewichtsmessung und des kapazitiven Messprinzips des Materialfeuchtegehalts wird erbracht und liefert für die untersuchten Materialien zufriedenstellende Ergebnisse.