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23. Januar 2003
Aus warm mach kalt
(he) Menschen brauchen Kälte - für die Kühlung von Lebensmitteln oder die Klimatisierung von Gebäuden. Effiziente Kältetechnik ist ein wichtiger Beitrag zu Minderung des Energieverbrauchs. Eine Kältetechnik, die Abwärme aus der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) nutzen kann, ist die Dampfstrahlkälte-Maschine.
Bei der Dampfstrahlkältemaschine handelt es sich im Prinzip um eine Kompressionskältemaschine, allerdings um eine thermisch angetriebene. Der mechanische Verdichter ist hier durch einen Dampfstrahlverdichter ersetzt. Als Kältemittel nutzt man Wasser. Der Prozess wird in zwei Kreisläufen geführt, dem Treibmittelkreislauf (heißer Dampf) und dem Kältemittelkreislauf. Zentrales Element ist der Dampfstrahlverdichter, in dessen Treibdüse die Druckenergie des Dampfes in Strömungsenergie umgesetzt wird. Durch sogenannten Impulsaustausch wird in der Mischkammer Kältemitteldampf aus dem Verdampfer angesaugt. Das Verdampfen hat zur Folge, dass dem Rücklaufwasser des Kaltwassernetzes Energie entzogen und abgekühlt wird. Dabei können auch Temperaturen unter 0°C erreicht werden. Im Diffusor schließlich wird die Strömungsenergie des Mischdampfs aus Treibdampf und Kältemitteldampf wieder in Druckenergie gewandelt. Der Dampf schlägt sich im Kondensator nieder. Die entstehende Kondensationswärme wird an einen Rückkühlkreislauf abgegeben. Das Kondensat fließt in den Verdampfer zurück. Auf eine Trennung von Treibdampf- und Kaltwasserkreislauf kann verzichtet werden, da in beiden Fällen Wasser zum Einsatz kommt. Dampfstrahl-Kältemaschinen wurden bislang nur in der Verfahrenstechnik genutzt - insbesondere zur Produktkühlung. In einem Pilotprojekt für die Belieferung eines Fernkältenetz in Gera wurde diese Technik für die Anwendung in der Klimatechnik und der KWK weiter entwickelt, berichtet jetzt das Fachinformationszentrum Karlsruhe in seinem Informationsdienst BINE. Die Dampfstrahl-Kältemaschine beliefert hier ein Kältenetz des örtlichen Energieversorgers mit sechs Grad kaltem Wasser. Der Test zeigt, dass diese Technik eine Energie sparende Alternative zu anderen thermischen Kälteerzeugungstechniken ist. Im Sommer sind die Wärmenetze von KWK wenig ausgelastet, da die Wärmeabnahme für Heizzwecke weitgehend wegfällt. Gleichzeitig steigt in diesen Monaten der Bedarf an Kälte für die Klimatisierung in Büro- und Gewerbegebäuden oder für Kälteprozesse in der Industrie. Eine elegante Lösung, die Kosten und Energie einsparen hilft.
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