The Greefa, Thermochemische Fluide im Gewächshausanbau (2020-2024), Forschungs- und Innovationsprogramm Horizon 2020 der Europäischen Union (Fördervereinbarung Nr. 101000801)
Das dem Projekt zugrundeliegende Gesamtkonzept basiert auf einer innovativen Nutzung von Absorptionsverfahren in der Gewächshausklimatisierung (auch sorptive Klimatisierung genannt). Dieses Konzept wird erreicht durch die Nutzung der hygroskopischen Eigenschaften von flüssigen Salzlösungen, (thermochemische Trägerflüssigkeit, TCF) die die Fähigkeit hat, mehrere Funktionen wie Heizen, Kühlen und Ent-/Befeuchten in einem einzigen Absorptionsgerät zu vereinen. Eine hochkonzentrierte, wässrige Magnesiumchlorid Lösung (MgCl2) hat sich mit guten Kosten-Nutzeneigenschaften für die Luftregulierung in den Gewächshäusern erwiesen.
Das Fachgebiet GtE beschäftigt sich in diesem Projekt zum einen mit der Weiterentwicklung von Absorptionsgeräten zur Luftentfeuchtung mit Sorptionslösungen. Zudem wird ein Klimatisierungskonzept für ein geschlossenes Gewächshausprototypen in Tunis (Tunesien) entwickelt und vor Ort realisiert. Die Klimatisierung eines geschlossenen Gewächshauses funktioniert völlig anders als bei Standardgewächshäusern: In einem offenen Gewächshaus wird die Sonnenstrahlung hauptsächlich in latente Wärme umgewandelt und als feuchte und leicht erwärmte Luft durch Luftaustausch mit der Umgebung abgeführt. Die Hauptwärmeübertragung erfolgt durch Konvektion. Das bedeutet auch, dass das gesamte von den Pflanzen verdunstete Wasser an die Umgebung abgegeben wird. Dabei wird der weitaus größte Teil der Wärmeenergie durch Transmission über die Gewächshausabdeckung abgegeben. Dadurch wird der Wasserdampf im Inneren gehalten und durch Kondensation wieder in Wasser umgewandelt. Um eine Überhitzung in dieser Situation zu verhindern, werden mit dem neuen Prototyp folgende Funktionen getestet und bewertet:
- Vergrößerung der Gewächshausoberfläche zur verbesserten Wärmeübertragung durch Hinzufügen eines Luft-Luft-Wärmetauscherkreislaufs und perspektivisch durch neue Gewächshauskonstruktionen mit erhöhter Übertragungsoberfläche.
- Opimierung des Bodens als passiver Wärmespeicher
- Aktive Übertragung von Wärme in einem Tag/Nacht-Wärmespeicher durch Verwendung eines Absorptionssystems mit direkter Wärme- und thermochemisch angetriebener latenter Wärmeübertragung. Die thermo-chemisch konzentrierte Lösung ermöglicht die Optimierung der latenten Wärmeübertragung, da der Phasenwechsel zwischen Wasserdampf in der Gewächshausluft und dem Speichermedium bei höheren Temperaturen und höheren Gesamtübertragungsraten erreicht werden kann (sensible plus latente Wärmeübertragung).
- Regeneration (Re-Konzentration) der thermochemischen Flüssigkeit durch Nutzung verschiedener Wärmequellen (1) Wärme aus dem Gewächshaus und (2) zusätzliche Wärme aus externen, einfachen Kunststoff-Sonnenkollektoren.
