Die Absorptionskältemaschine – Kälte aus Wärme gewinnen
In Zeiten steigender Energiepreise und wachsender Anforderungen an umweltfreundliche Technologien rückt eine oft übersehene Technik wieder verstärkt in den Fokus: die Absorptionskältemaschine (AKM).Sie bietet eine interessante Alternative zu herkömmlichen Kompressionskältemaschinen – besonders dann, wenn Abwärme oder andere Wärmequellen ohnehin zur Verfügung stehen. Durch die zuletzt im Rahmen der Abwärmemeldepflicht erhobenen Abwärmedaten ist davon auszugehen, dass auch mehr Integrationsmöglichkeiten für AKM identifiziert werden.
Was ist eine Absorptionskältemaschine?
Eine AKM ist eine Kältemaschine, die stattelektrischer Energie hauptsächlich Wärme nutzt, um Kälte zu erzeugen. Im Gegensatz zur bekannten Kompressionskältemaschine, bei der ein elektrisch betriebener Kompressor das Kältemittel verdichtet, nutzt die AKM ein thermisch angetriebenes Kreislaufsystem aus Kältemittel und Absorptionsmittel. Elektrische Energie wird lediglich zum Antrieb der Pumpen benötigt.
Typischerweise besteht dieses System aus einem Kältemittel wie Wasser und einem Absorptionsmittel wie Lithiumbromid. In einemgeschlossenen Kreislauf verdampft das Kältemittel bei niedrigem Druck (und damit niedriger Temperatur), nimmt Wärme auf (z. B. aus einem Raum oder Prozess), wird vom Absorptionsmittel aufgenommen und später durch Wärmezufuhr wieder herausgelöst.
Der grundlegende Funktionsablauf
1. Verdampfer: Das Kältemittel verdampft unter niedrigem Druck, nimmt dabei Wärme aus dem zu kühlenden Bereich auf – es entsteht Kälte.
2. Absorber: Der Kältemitteldampf wird vom Absorptionsmittel aufgenommen, wodurch eine Lösung entsteht.
3. Generator: Die Lösung wird durch Zufuhr von Wärme (z. B. durch Abwärme, Dampf oder Solarenergie) erhitzt. Das Kältemittel verdampft erneut und trennt sich vom Absorptionsmittel.
4. Kondensator: Der Dampf des Kältemittels wird verflüssigt, wobei Wärme an die Umgebung abgegeben wird.
5. Drosselorgan: Das flüssige Kältemittel wird entspannt (Druckabsenkung) und fließt zurück in den Verdampfer – der Kreislauf beginnt von vorn.
Vorteile der Absorptionskältemaschine
Ein großer Vorteil der AKM liegt in der Möglichkeit, Abwärme oder erneuerbare Wärmequellen zu nutzen. Das macht sie besonders interessant in Industriebetrieben, Kraftwerken oder Hotels, wo ohnehin viel Wärme anfällt. Zudem kommt sie mit sehr wenigen beweglichen Teilen aus – was sie langlebig, wartungsarm und leise macht.
Zwei weitere Vorteile sind 1) die Reduktion des Stromverbrauchs und die damit einhergehende Senkung der CO₂-Emissionen, insbesondere wenn der Strom aus fossilen Quellen stammt und 2) die Reduktion der elektrischen Spitzenlasten, was zu weiteren finanziellen Einsparungen führt. Besonders nachhaltig und wirtschaftliche sind AKM, wenn sie mit vor Ortvorhandener Abwärme betrieben werden können.
Anwendungsbereiche
Absorptionskältemaschinen kommen überall dort zum Einsatz, wo ein dauerhafter Bedarf an Kälte besteht und gleichzeitig eine geeignete Wärmequelle vorhanden ist. Typische Einsatzbereiche sind:
-Klimatisierung von Bürogebäuden, Hotels oder Einkaufszentren
-Prozesskühlung in der Industrie
-Nutzung industrieller Abwärme zur Kälteerzeugung
-Kombination mit Kraft-Wärme-Kälte-Kopplungsanlagen (KWKK)
Fazit
Gerade in Kombination mit vorhandener Abwärme odererneuerbaren Energien eröffnet sie zahlreiche Möglichkeiten für energieeffiziente Kühlung. Viele Unternehmen sind durch §8 des Energieeffizienzgesetzes gezwungen ihre Abwärmepotentiale zu technisch und wirtschaftlich zu analysieren. Bei vorhandenem Kältebedarf gehört sollten auch AKM in Betracht gezogen werden. Wir unterstützen Sie gerne im Rahmen unserer Abwärmeberatung.
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