Ein Kommentar Großanlagen, Solare Kühlung

Solares Kühlen: Wie funktioniert eine Adsorptionskältemaschine?

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Nach dem ich eine der größten Adsorptionskälteanlagen entdeckt habe, die von solarthermisch erzeugter Wärme (auch solares Kühlen genannt) angetrieben wird, stellt sich mir die Frage:

  • Wie genau funktioniert diese solarthermisch betriebene Adsorptioskältemaschie?

In einem vergangenen Bericht erklärten wir euch bereits, dass aus Wärme Kälte erzeugt werden kann, aber mehr allgemein. Nun soll es etwas konkreter werden, es geht nämlich um die Funktionsweise einer Adsorptionskältemaschine auf Silikagel / Wasser-Basis. Bevor wir also über die interessante XXL-Adsorptionskälteanlage mit solarthermischer Unterstützung berichten, schauen wir uns die Funktionsweise der solaren Kälteerzeugung diesen Typs einmal näher an und führen nachfolgend die Einsatzgebiete auf.

Die Funktionsweise der Adsorptionskältemaschine

Zunächst sei mal erwähnt, dass es um ein geschlossenes System geht, bei dem Wasser als Kältemittel in einem Kreislauf zirkuliert. Als Adsorptionsmaterial wird Silikagel verwendet.

Lauwarmes Wasser wird in einer Unterdruck-Umgebung (Vakuum) verdampft. Da Wasser bei Unterdruck schneller verdampft, wird in der Adsorptionskältemaschine ein Vakuum erzeugt, das Wasser verdampft so bereits bei niedrigen Temperaturen, daraus entsteht Kälte von etwa  10 – 20 °C. Dem Wasserdampf wird mittels Silikagel wieder Flüssigkeit entzogen. Das gesättigte Silikagel wird durch Solarwärme bei 55 – 90°C getrocknet, dabei entsteht heißer Wasserdampf, welcher auf Umgebungstemperatur heruntergekühlt wird und so zu Wasser kondensiert. Das trockene Silikagel ist wieder adsorptionsfähig. Das kondensierte Wasser wird in den Verdampfer zurückgeführt und  der Kreislauf beginnt von Neuem.

Bei der beschriebenen Klimatisierungsanlage wird das Wasser also in einem Kreislauf geführt, die gewonnene Kälte wird bei dieser Technik (geschlossenes System) über einen angebundenen Kreislauf ins Gebäude befördert und verteilt.

Im Sommer kühlen – Im Winter heizen

Mit einer solchen Anlage lässt sich gut klimatisieren, im Sommer wird die Wärme zur Kälteerzeugung verwendet und im Winter zum Heizen genutzt. So sieht die optimale Auslastung aus. Besonders wegen des Niedertemperaturniveaus eignet sich die Versorgung der Adsorptionskältemaschine mit solarthermisch gewonnener Wärme gut.

Einsatzgebiete der solaren Kälteerzeugung

Seit einigen Jahren bereits steigt der Bedarf nach Kühlung stärker als der nach Heizung. Das ist nicht nur hierzulande so, sondern weltweit gesehen. Zwar stehen die meisten Kühlanlagen in Deutschland und Spanien, doch weltweit waren bis Anfang 2012 etwa 1.000 Kühlanlagen mit solarthermischer Speisung in Betrieb. Kein Wunder, dass die Tendenz steigend ist, die herkömmlichen Klimaanlagen sind wahre Stromfresser. Außerdem hat die solarthermische Kälteerzeugung einen weiteren großen Vorteil, die Solarkollektoren können im Winter auch zur Heizungsunterstützung genutzt werden. Praktisch, oder? Die möglichen Einsatzgebiete sind vielfältig:

  • Büro- und Verwaltungsgebäude
  • Hotels
  • Industrieanlagen (zum Beispiel Prozesskälte)
  • Krankenhäuser
  • Sportcenter
  • Laboreinrichtungen
  • Einkaufscentren
  • Wohnhäuser
  • Weinkeller etc.

Die Errichtung von Anlagen zur solaren Kälteerzeugung werden übrigens staatlich gefördert. An 1. Stelle steht ein sogenannter StatusCheck, der den Ist-Zustand aufnimmt und die Grundlage für eine effektive Modernisierung bietet. Ein nächster Beitrag wird sich deshalb mit diesem Thema befassen: Was ist der StatusCheck, für wen ist er gedacht und wie wird er gefördert?

Foto:  table | photocase.com

Quellen: http://www.solarwaerme.at/Sonne-und-Energie/Solare-Kuehlung/, http://www.solarserver.de/solarmagazin/anlagemaerz2008.html, http://www.aee.at/aee/index.php?option=com_content&view=article&id=249&Itemid=113

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