Sorptionskältemaschinen
Technologie-Check
Definition und Wirk-/Funktionsprinzip
Sorptionskältemaschinen dienen der Erzeugung von Kälte und stellen umweltfreundlichere Alternativen zu Kompressionskältemaschinen dar. Es handelt sich um thermisch angetriebene Anlagen, die Abwärme oder Solarthermie als Antrieb einsetzen können. Das Funktionsprinzip beruht auf der Absorption von Kältemittel. Der Kreislauf setzt sich aus den folgenden Schritten zusammen: Das Kältemittel expandiert durch Verringerung des Drucks nach einem Ventil und entzieht dabei der Umgebung Wärme. Es entsteht die Kälte, die genutzt werden kann. Für die Regeneration des Kältemittels wird dieses in einer Flüssigkeit absorbiert, z. B. Wasser/Lithiumbromid. Durch Zufuhr von Wärme, wie Abwärme, erfolgt dann wieder eine Desorption und unter Druck wird das Kältemittel verflüssigt und kann erneut über ein Ventil expandiert werden. Als Alternative zur Absorption in einer Flüssigkeit ist es auch möglich, das Kältemittel an der Oberfläche eines Feststoffs, wie Silikagel, zu adsorbieren. Daher wird auch zwischen Absorptions- und Adsorptionskältemaschinen unterschieden. Am Markt haben sich jedoch eher die Absorptionskältemaschinen durchgesetzt.
SWOT-Analyse
Stärken
- Möglichkeit zur Nutzung von Abwärme mit niedrigem Temperaturniveau
- Strombedarf für die Pumpen ist deutlich niedriger als bei Kompressionskälteanlagen, da eine Vorverdichtung durch die Absorption erfolgt
- Einsatz natürlicher Kältemittel, die nicht der F-Gas-Verordnung unterliegen
- Etablierte Technologie mit hoher Lebensdauer
Schwächen
- Niedrigerer Wirkungsgrad als Kompressionskältemaschinen
- Hohe Investitionskosten
- Hoher Platzbedarf, häufig mit Nasskühlturm verbunden
- Wirtschaftlichkeit hängt stark von der verwendeten Wärmquelle und dem Lastprofil der Kälte ab
- Regelbarkeit bei Adsorptionssystemen träge und somit wenig flexibel
Chancen
- Möglichkeit zur Sektorkopplung von Wärme, Kälte und Strom
- Steigende Strompreise und CO2-Bepreisung erhöhen die Attraktivität der Technologie mit weniger Stromverbrauch
- Abwärmenutzungsvorgaben unterstützen die Einführung der Technologie
- Wachsende Nachfrage nach nachhaltigen Kühlungsmöglichkeiten
Risiken
- Wirtschaftlichkeit ändert sich bei Strommix mit erneuerbaren Energien
- Technische Anforderungen an Korrosionsschutz bei Einsatz von Lithiumbromid
- Skalierbarkeit der Kühlwasserverfügbarkeit in Hitzeperioden eingeschränkt
Erfolgsbeispiele
- In Baden-Württemberg umgesetzt: Am IGTE der Universität Stuttgart demonstrieren Absorptionskältemaschinen, wie Wärme direkt in umweltfreundliche Kälte transformiert wird – effizient, wartungsarm und emissionsarm.
Zum Erfolgsbeispiel - In Baden-Württemberg umgesetzt: Das Projekt der Stadtwerke Karlsruhe zeigt, wie Fernwärme über sorptive Systeme in effiziente Kälte umgewandelt wird.
Zum Erfolgsbeispiel - Der Bericht betrachtet die gewerbliche und industrielle Nutzung von Absorptionskältetechnologien vor dem Hintergrund der F-Gas-Verordnung.
Zum Erfolgsbeispiel
Technologieanbieter
Möglicher Technologieanbieter aus Baden-Württemberg: Rütgers GmbH & Co. KG
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