Kälteerzeugung

Besteht im Betrieb kein Wärmebedarf oder ist die Abwärmenutzung zur Wärmebereitstellung nicht sinnvoll anwendbar kann die Abwärme auch zur Erzeugung von Kälte genutzt werden. Für die Kälteerzeugung aus Abwärme werden i. d. R. sorptionsbasierte Kältemaschinen eingesetzt.

Sorptionsbasierte Kälteerzeugung

Für die sorptionsbasierte Kälteerzeugung  kommen spezielle Kältemaschinen zum Einsatz, die Verdunstungskälte nutzbar machen, welche entsteht wenn eine Flüssigkeit verdampft. Dieser physikalische Vorgang entzieht der Umgebung Wärme und senkt so die Temperatur. Die sorptionsbasierte Kälteerzeugung funktioniert nach dem gleichen Prinzip, welches auch sorptionsbasierten Wärmepumpen zugrunde liegt, also der reversiblen Anlagerung eines Arbeitsmittels an ein Sorptionsmittel. Die Anlagerung an ein festes Medium kommt in Absorptions-, die an ein flüssiges Medium in Adsorptionskältemaschinen zum Einsatz.

Beispielrechnung Absorptionskältemaschine

 

Abwärmeleistung thermisch100kW
COP Absorptionskältemaschine0,75
Kälteleistung75kW
Investition inklusive Planung und Installation51.750Euro
Voll-Laststunden2.200h
Kosteneinsparung5.721Euro/a
Kapitalrendite11%

Praxisbeispiele zur Kälteerzeugung aus Abwärme

Hier können Sie sich ein Praxisbeispiel zur Kälteerzeugung aus Abwärme in der dena Referenzprojekte-Datenbank ansehen:

  1. Kälte erzeugen aus der Abgaswärme eines BHKW bei der Molkerei Gropper GmbH & Co. KG
  2. Strategisches Energiemanagement und zentrale Wärmerückgewinnung bei der Viessmann Werke GmbH & Co KG
  3. Wärmerückgewinnung aus Rauchgasen und Backschwade bei der Bäckerei Riegler

Absorptionskältemaschinen

Absorptionsverfahren arbeiten mit Abwärmetemperaturen von etwa 80 bis 160 °C und können je nach Temperaturniveau der Abwärme, Stufigkeit der Kältemaschinen und dem eingesetzten Kälte-/Sorptionsmittel Kühltemperaturen von 5 bis unter 0 °C erreichen.
In Absorptionsverfahren wird als Kältemittel häufig Wasser verwendet, welches an einen Feststoff reversibel gebunden wird. Die Effizienz von Absorptionskältemaschinen kann durch einen mehrstufigen Absorptionsprozess gesteigert werden. Damit erhöht sich auch die Wirtschaftlichkeit der Anlagen. Der COP als Verhältnis von Kälte und Antriebswärmeleistung liegt bei Absorptionskältemaschinen zwischen 0,3 bis 1,2.

Adsorptionskältemaschinen

In Adsorptionskältemaschinen können niedrigere Abwärmetemperaturen von 60 bis 95 °C genutzt werden. Dabei kann bei der Verdampfung des Kältemittels (Wasser oder Ammoniak) Kaltwasser mit einem Temperaturniveau von 5 - 12 °C erzeugt werden.
Der COP der Adsorptionskältemaschinen liegt etwa im Bereich zwischen 0,4 und 0,7.