Aus überschüssiger Wärme wird umweltfreundliche Kälte für Industrie & Gewerbe

Produzierende Unternehmen sind oft durch einen hohen und gleichbleibenden Strombedarf gekennzeichnet. Diesen gilt es unter technischen, ökonomischen und ökologischen Gesichtspunkten optimal zu decken. Gleichzeitig wird in vielen dieser Betriebe hauptsächlich Prozesswärme auf einem hohen Temperaturniveau (als Wasserdampf) benötigt. Raumwärme zu Heizzwecken (Warmwasser) unterliegt jedoch starken saisonalen Schwankungen und die ganzjährige thermische Grundlast besteht oft nur aus der Bereitstellung von Warmwasser zu Gebrauchs- oder Reinigungszwecken. Strom- und Wärmebedarf sind somit unter Umständen teilweise entkoppelt und die sinnvolle Wärmenutzung – gerade im Hochsommer – kann bei der gekoppelten Erzeugung eine Herausforderung sein. Durch Absorptionskältemaschinen (AKM) ist es möglich überschüssige Wärme in Kälte zur Klimatisierung oder Nutzung in Produktionsprozessen umzuwandeln. Die Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung (KWKK) kann somit den Jahresnutzungsgrad der gesamten Energieerzeugung erhöhen und wird deshalb durch gezielte Bonusprogramme von der Bundesregierung gefördert.

Die Kälte aus der AKM ersetzt Energie aus klassischen Kälteerzeugern wie Kompressionskältemaschinen (KKM). Der jährliche Strombedarf für diese Maschinen sinkt. Der wirtschaftliche Vorteil der AKM leitet sich jedoch weniger aus einer direkten Stromkosteneinsparung, als aus einer Verbesserung der Wärme-Auslastung ab. Der Wärmebedarf wird angehoben und das Bedarfsminimum im Hochsommer geglättet. Durch eine nachgeschaltete Absorptionskältemaschine kann prinzipiell die nutzbare Wärmemenge aus der KWK-Anlage erhöht werden. Die Brennstoffausnutzung steigt. Eventuelle Teillastphasen der KWK-Anlage, durch zu geringen Wärmebedarf im Sommer, können vermieden werden oder es kann eventuell sogar von vornherein eine leistungsstärkere KWK-Anlage in das Gesamtkonzept integriert werden. Der insgesamt geglättete Jahresverlauf des Wärmebedarfs sowie die gestiegene Eigenstrommenge führen zu einer weiteren Verbesserung der Wirtschaftlichkeit.

 


Die Absorptionskältemaschine

Der übergeordnete Sammelbegriff Sorption beschreibt die Vorgänge, die zu einer Anreicherung eines Stoffes innerhalb einer Phase (Absorption) oder auf einer Grenzfläche zwischen zwei Phasen (Adsorption) führen. Die AKM, eine kompakte, anschlussfertige Einheit befindet sich z.B. in einem separaten Container in unmittelbarer Nähe zum BHKW. Als Absorptionsmittel wird im Bereich der Klima-Kälte meist das Salz Lithium-Bromid eingesetzt. Das Kältemittel ist Wasser.

Statt eines mechanischen Verdichters, wie in einer Kompressionskälteanlage, arbeiten AKMs mit einem so genannten thermischen Verdichter. Die AKM hat also fast keine drehenden Teile und unterliegt daher keinem wesentlichen Verschleiß. Das Kältemittel wird dabei durch Lösen (Absorption) verdichtet und durch Austreiben (Desorption) wieder entspannt. Es wird also die Temperaturabhängigkeit der physikalischen Löslichkeit zweier Stoffe ausgenutzt. Die uneingeschränkte Löslichkeit beider Stoffe ineinander und in jedem Mischungsverhältnis zueinander ist deshalb unerlässlich. Weitere Anlagenkomponenten sowie die thermodynamischen Grundlagen sind zwischen KKMs und AKMs weitestgehend identisch.

Zum Funktionieren des thermischen Verdichters bedarf es eines Arbeitsstoffpaars bestehend aus Kälte- und Sorptions- bzw. Lösungsmittel. Das im Verdampfer durch die aufgenommene Wärme aus dem Kälteträgermedium verdampfte Kältemittel wird im Absorber durch das konzentrierte Sorptionsmittel absorbiert. Die dadurch frei werdende Lösungswärme wird mit Hilfe von Kühlwasser abgeführt, da ansonsten die Fähigkeit zur Absorption des Kältemittels stark abnimmt. Die nun kältemittelreiche Lösung wird mit einer Lösungsmittelpumpe in den Generator (auch Austreiber genannt) gepumpt, in dem von außen Wärme (z.B. aus einer KWK-Anlage) zugeführt wird. Bedingt durch die niedrigere Siedetemperatur des Kältemittels gegenüber dem Sorptionsmittel, wird durch die Wärmezufuhr das Kältemittel ausgekocht. Der entstehende Kältemitteldampf wird zum Kondensator geleitet und folgt dem bereits bekannten Weg im Kältekreis. Übrig bleibt die an Sorptionsmittel reiche bzw. an Kältemittel arme Lösung, die im Absorber erneut über dem Kältemitteldampf versprüht werden kann. Üblicherweise findet zwischen kältemittelarmer und kältemittelreicher Lösung noch ein Wärmeaustausch statt, der zur Einsparung von Heizenergie führt und somit zur Verbesserung des Wirkungsgrads beiträgt.



Absorptionskälte von GETEC

Haben Sie Fragen zu Absorptionskälteanlagen von GETEC für Ihr Unternehmen? Nehmen Sie gerne per Mail Kontakt zu uns auf unter heat-power@getec.de oder rufen Sie uns an unter 0391/2568100!



Wir leben Partnerschaft -
Finden Sie Ihren Ansprech­partner.

Mit rund 30 Standorten in deutschland und Europa sind wir immer in Ihrer Nähe.
Kontaktieren Sie uns. Wir sind für Sie da.

Sie suchen einen Ansprechpartner in Ihrer Nähe?
Einfach Postleitzahl eingeben
Karte wird geladen...