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Energieeffizienz in der Industrie und der Mobilität

Ab-/Adsorptions-Kälteanlagen

Mit Wärme Kälte erzeugen hört sich zuerst an wie ein Perpetuum mobile, also nicht machbar. Doch Sorptionsanlagen können aber genau das. Bei beiden sind es Stoffgemische (fest oder flüssig), die sich vereinen oder trennen. Dabei wird Wärme frei oder Wärme muss eingebracht werden, um sie zu trennen. Durch eine geschickte Verschaltung kann dadurch Abwärme als „Treibstoff“ für die Kälteproduktion verwendet werden. Die bei der Kälteproduktion aufgenommene Wärme muss jedoch zusätzlich zu dem „Treibstoff“ an die Umgebung abgegeben werden. Dabei muss wiederum Energie (z. B. Nass- oder Trockenkühltürme) und ggf. Kühlwasser benutzt werden.

Absorptionskälte- Prinzip gianBeispiel Absorptionsklälteanlage ©gian Ingenieurgesellschaft bR

Adsorptionsmaschinen sind eher selten im Einsatz, da diese nur zyklisch betrieben werden. Hier wird ein dampfförmiger Stoff in einem Feststoff angelagert. Z. B. Wasserdampf in Silikagel oder Zeolithen (moderne Waschmaschinen). Dabei wird der Umgebung Wärme entzogen, „Kälte“ wird produziert. Wenn der Feststoff gesättigt ist, muss i.d.R. das Wasser mit Wärme wieder ausgetrieben werden, damit der Prozess neu starten kann. Hier genügen Temperaturen ab 65°C.

Absorptionskältemaschinen sind die häufigste Art aus Wärme Kälte zu generieren. Viele kennen das aus dem Campingkühlschrank, welcher mit einem Butangasbrenner betrieben wird. Hier verdampft das Kältemittel und entzieht dabei der Umgebung Wärme und kühlt diese damit ab. Dieses verdampfte Kältemittel wird in einer zweiten Flüssigkeit aufgenommen und in ihr gelöst. Stoffpaare sind hier oft Ammoniak/Wasser oder Wasser/Lithiumbromid, wobei Wasser dann das Kältemittel ist. Im sogenannten Austreiber wird dann das gelöste Kältemittel durch Wärmezufuhr (Abwärme) voneinander getrennt, damit das Kältemittel wieder bei tiefen Temperaturen verdampfen kann. Hier werden Temperaturen ab 80°C benötigt. Die Kühlseite weist ungefähr 5°C im Minimum auf, wobei bei einigen Stoffpaaren schon Kühltemperaturen von -15 bis -25°C erreicht wurden. Dies stellt jedoch Ausnahmefälle dar.

Sorptionsanlagen stellen oft eine sinnvolle Ergänzung oder auch die alleinige Abwärmenutzung dar, i. B. wenn es sich um Klimakälte (Büros, Lager, Arbeitsplätze) handelt.

Sprechen wir darüber.