The present work is focused on developing of operating characteristics of 

adsorptive heat conversion units based on composites ‘silica gel – sodium sulphate’ for 
heat supply systems. 

Research results. Estimation operational parameters of adsorptive units based on 

composites ‘salt in porous matrix’ for heat energy conversion involves multifactor 
experiments of heat and mass transfer in these environments, which accompanies large 
material costs. So, the development of an algorithm for calculation the operating 
characteristics of adsorption heat storage devices is top-priority task. A system of 
differential equations that describe the internal diffusion kinetics of adsorption in the 
almost instantaneous establishment of equilibrium between the concentration of 
adsorbate in the gas that fills the pores and its concentration in the adsorbed state 
includes [6]: 

1. material balance equation: 





=

+

д

дс

D

д

д

дt

дс

дt

да

K

К

1

 ; 

2. adsorption isotherm equation: 

)

(c

f

a=

3. initial data: 

0

)

0

,

(

)

0

,

(

=

=

c

a

4. boundary data: 

()

0

,

c

t

R

c

=

0

0

=

д

дс

K

where a and c are the concentration of adsorbate in the mobile and stationary 

phases. η equals x at the grain shape parameter K = 0 for a prismatic or cylindrical 
grain of length 2R, the lateral surfaces of which are impermeable (plate); 

r

=

corresponds to radial coordinate for cylindrical grain with impermeable ends (K = 1) 
or spherical grain (K = 2); t is the time; D is the effective diffusion coefficient. 
Saturation occurs from the outer surface of the granule, where a constant concentration 
is maintained. The grains are assumed not to contain any amount of adsorbate at the 
initial instant of time, and the diffusion coefficient D is supposed to be constant. 

As heat storage media the composite adsorbents ‘silica gel – sodium sulphate’ 

synthesized from tetraethoxysilane, Na

2

SO

4

, ethanol (as a solvent), hydrochloric acid 

(as a catalyst) and polyionenes served as organic modifiers [7]: 

 

Diameters of composite sorbents granules are 0.5  – 1.5 mm.  

O

C

O

CH

3

CH

3

CH

3

N

+

CH

2

CH

3

CH

2

CH

2

CH

2

CH

OH

R

CH

2

CH

2

CH

OH

CH

3

N

+

CH

3

CH

2

CH

OH

CH

2

R

m

 

Cl

Cl

n

 

R:

m=0,414

- 506 -