Einsatzmöglichkeiten
Sorptionskälteprozesse können mit Abwärme aus der Stromumwandlung (BHKW), aus Produktionsprozessen oder mit Solarwärme angetrieben werden. Kälte aus Wärme ist daher energetisch sinnvoll und in vielen Fällen wirtschaftlich darstellbar.
Energetische Effizienz und Wirtschaftlichkeit der Systeme erfordern eine sorgfältige Planung von der Auswahl des Verfahrens bis zur richtigen Auslegung der Temperaturen für Antrieb, Kühlung und Rückkühlung.
Green Chiller unterstützt die Markteinführung der Technologie und die Verbreitung von Fachwissen.
Technologie
Im Verdampfer einer Kältemaschine siedet das Kältemittel durch die Aufnahme von Wärme bei niedriger Temperatur und niedrigem Druck. Während in Kompressionskälteanlagen der Kältemitteldampf aus dem Verdampfer durch einen mechanischen Verdichter abgesaugt und auf einen höheren Druck gebracht wird, nutzen Sorptionskälteanlagen hierfür einen Lösungskreislauf (Absorption) bzw. poröse Feststoffe (Adsorption).
Man spricht in beiden Fällen von „thermischen Verdichtern“. Elektroenergie wird bei Systemen mit Sorptionskühlung im wesentlichen nur für Hilfsaggregate wie Pumpen und Lüfter benötigt. Der eigentliche Antrieb erfolgt mit Solarwärme oder Abwärme.
ABSORPTION
Absorptionskälteanlagen sind etwa seit Anfang des 20. Jahrhundert kommerziell im Einsatz und haben sich aufgrund Ihrer Robustheit und Langlebigkeit in einer Vielzahl von Einsatzbereichen bewährt. Bei vorschriftsmäßiger Wartung sind Lebensdauern von mehreren Jahrzehnten keine Seltenheit. Absorber sind insbesondere im größeren Leistungsbereich oberhalb von 300 kW weit verbreitet.
Der Absorptionsprozess nutzt die Aufnahmefähigkeit (das Absorptionsvermögen) einer Lösung für den Kältemitteldampf. Verbreitete Arbeitsstoffe hierfür sind Wasser-Lithiumbromid-Lösung oder Ammoniak-Wasser-Lösung. Die Druckerhöhung erfolgt in der flüssigen Phase, mit einer Flüssigkeitspumpe. Im Generator siedet die Lösung durch Wärmezufuhr (Antriebsenergie). Der Kältemitteldampf wird ausgetrieben und strömt zum Kondensator, wo er verflüssigt wird. Die kältemittelarme Lösung fließt wieder zum Absorber.
ADSORPTION
Adsorptionskälteanlagen sind im großen Leistungsbereich schon seit einigen Jahrzehnten im Einsatz. Aktuelle Entwicklungen im Bereich der Sorptionsmaterialien und der Regelungstechnik haben in den letzten Jahren die Entwicklung kleiner effizienter Einheiten ermöglicht. Speziell in diesem Bereich gehören junge deutsche Unternehmen zu den Vorreitern und Marktführern.
Der Adsorptionsprozess nutzt hochporöse Feststoffe wie Silikagele oder Zeolithe zur Anlagerung (Adsorption) des Kältemitteldampfs. Als Kältemittel kommt meist Wasser zum Einsatz. Da der Feststoff-Adsorber sich mit der Zeit sättigt, werden in der Regel mehrere Adsorber im Wechsel eingesetzt. Die Regenerierung der Adsorber erfolgt durch Zufuhr der Antriebswärme, wobei der das gebundene Kältemittel wieder ausgetrieben wird (Desorption). Das Kältemittel wird anschließend in einem Kondensator verflüssigt und dem Verdampfer erneut zugeführt.