Wärme nutzen – sinnvoll!

Kälte aus Wärme! Das klingt zunächst paradox. Tatsächlich verbirgt sich dahinter ein seit dem 19. Jahrhundert bekanntes und bewährtes thermodynamisches Prinzip. Statt eines elektrisch angetriebenen Verdichters, der bei Kompressionskältemaschinen dafür sorgt, dass ein Kältemittel bei relativ niedrigen Temperaturen verdampfen kann und somit Kälte „erzeugt“ wird, arbeiten sogenannte Sorptionskältemaschinen nach dem Prinzip der geschlossenen, thermischen Verdichtung. Abhängig von der Art der Kältemittelbindung wird grundsätzlich in zwei Technologien unterschieden. Die zunehmend auf den Markt drängenden Adsorptionskältemaschinen arbeiten mit einem hochporösen Feststoff (z.B. Silikagel). Reines Wasser dient als umweltfreundliches Kältemittel. Bei Absorptionskältemaschinen fungiert ein Lösungsmittelkreislauf als thermischer Verdichter. Das Kältemittel wird folglich durch eine Flüssigkeit gebunden.

Statt wertvollen Stromes wird bei beiden Technologien fast ausschließlich Wärme in Form von Heißwasser oder –dampf benötigt, um das zunächst verdampfte Kältemittel wieder auszutreiben. Immer dann, wenn Wärme mit einer Temperatur ab 55°C überschüssig ist und somit nicht „extra“ umgewandelt werden muss, kann der Einsatz von Sorptionskältemaschinen grundsätzlich sinnvoll sein. Bis zu 80% weniger Elektroenergie werden somit im Vergleich zu konventioneller Kältetechnik benötigt und damit signifikante Einsparungen an CO2-Emissionen ermöglicht.

Ob bei der Nutzung der im Sommer überschüssigen Fernwärme, bei der Kraft-Wärme-Kopplung (mit klassischen Blockheizkraftwerken (BHKW) oder mit Gasturbinen) aber auch bei der Verwertung ungenutzter Wärme aus solarthermischen Kollektoren können thermisch angetriebene Kältemaschinen ihren technischen und wirtschaftlichen Nutzen unter Beweis stellen. In zahlreichen industriellen Prozessen fällt Wärme an, die unter Aufwand ungenutzt an die Umgebung abgeführt werden muss. Gleichzeitig besteht gegebenenfalls im selben Objekt entsprechender Bedarf an Kühlung, Klimatisierung oder Temperierung. Hier eine individuell angepasste, energieeffiziente Verbindung darzustellen, ist unser Ziel.

Die Beantwortung der Fragen, ob projektspezifisch thermische Kühlung Sinn macht, welche Sorptionskältemaschine geeignet ist und wie diese zu dimensionieren ist, müssen individuell beantwortet werden. Eine Vielzahl wesentlicher Einflussfaktoren spielt hierbei eine Rolle. Vergleichbar mit der Nutzung erneuerbarer Energien gilt es auch bei den verhältnismäßig preisintensiven Ab- oder Adsorptionskältemaschinen, eine beträchtliche Anfangsinvestition durch dauerhaft niedrige Betriebs- bzw. Kältegestehungskosten wieder zu amortisieren. Ohne eine detaillierte und ergebnisoffene Initial-Prüfung führen allgemeingültige Aussagen selten zum bestmöglichen Ergebnis und damit zufriedenen Kunden.