Hocheffiziente Kältemaschine

Sommerhitze empfinden viele Menschen als eine Qual. Wenn die Sonne vom Himmel brennt und die Thermometer steigen, sinken gleichzeitig Konzentrations- und Leistungsfähigkeit. Bei Kindern und alten Menschen können hohe thermische […]

Sommerhitze empfinden viele Menschen als eine Qual. Wenn die Sonne vom Himmel brennt und die Thermometer steigen, sinken gleichzeitig Konzentrations- und Leistungsfähigkeit. Bei Kindern und alten Menschen können hohe thermische Belastungen sogar zu gesundheitlichen Beeinträchtigungen führen. Raumklimatisierung ist deshalb auch hierzulande auf dem Vormarsch. Bis 2010 prognostizieren Experten eine Verdreifachung gekühlter Gebäudeflächen.

Vor allem in Büros, wo Computer, Drucker und Server-Räume viel Wärme abstrahlen und großflächig verglaste Fassaden die Sonneneinstrahlung wie in einem Treibhaus einfangen, erweist sich eine Klimatisierung als unabdingbar. Problematisch an dieser Entwicklung ist vor allem der hohe Stromverbrauch traditioneller Klimatechnologie. Energieversorger stoßen jetzt schon teilweise an ihre Kapazitätsgrenzen, wenn an heißen Tagen ein ganzes Heer „stromfressender“ Klimageräte anspringt. Ein weiterer Grund, warum der heutige Technikstandard bei Klimageräten nicht nachhaltig ist, sind die eingesetzten Kältemittel, von denen manche extrem klimaschädlich sind und aus diesem Grund schrittweise aus dem Verkehr gezogen werden. Eine clevere Lösung für diese Probleme kommt nun aus Berlin. „Als weltweit erstes Unternehmen haben wir eine Zeolith-Adsorptions- Kältemaschinen mit einem Leistungsbereich von 5 bis 100 KW entwickelt“, erklärt Sören Paulußen, einer der Geschäftsführer der InvenSor GmbH.

Die hochinnovative Technologie, „Made in Germany“, spart im Vergleich zu herkömmlichen Klimageräten bis zu 80 Prozent Strom. Eine Baureihe der Maschinen erreicht bereits bei einer Antriebstemperatur von 65°C fast 100 Prozent ihrer Leistung – Weltrekord! Eine zweite Baureihe ist für den Einsatz in warmen Regionen optimiert und erlaubt den Betrieb mit hygienischen geschlossenen Rückkühlern. Als umweltfreundliches Kältemittel dient in beiden Typen reines Wasser. 2009 wurde das Unternehmen für seine innovative Kältetechnik mit dem Kältepreis des Bundesumweltministeriums ausgezeichnet.

Zeolith-Adsorptionstechnologie basiert auf lange bekannten und gut erprobten physikalischen Prinzipien. Die zugrunde liegende Sorptionstechnologie ist bereits seit Ende des 19. Jahrhunderts bekannt. 1878 gelang es auf der Weltausstellung in Paris erstmals, mit einer durch Sonnenwärme angetriebenen Absorptionsanlage einen Eisblock zu erzeugen. Ähnlich funktionieren auch heutige Klimageräte: Durch die Verdampfung eines Kältemittels entsteht Klima-Kälte. Absorptionskältemaschinen arbeiten mit flüssigen Stoffen wie zum Beispiel Ammoniak-Wasser-Gemisch. Bei modernen Adsorptionsanlagen kommen statt dessen hochporöse Feststoffe zum Einsatz. InvenSor ist es dabei gelungen, anstatt üblichen Silicagels so genannte Zeolithe einzusetzen und damit ausgezeichnete Leistungsdaten zu erreichen. „Mit der auf niedrige Antriebstemperaturen von etwa 65°C optimierten Maschine“, so Paulußen, „gelingt es, sowohl Solarwärme, als auch Abwärme von industriellen Prozessen, Fernwärme und Blockheizkraftwerken (BHKWs) zum Erzeugen von Klimakälte einzusetzen.

“ Solarthermie aus heizungsunterstützenden Solaranlagen im Sommer zur Raumklimatisierung zu verwenden, ist eine besonders energieeffiziente Methode. Denn gerade im Sommer, wenn der Bedarf an Kühlung am Höchsten ist, erreichen auch solarthermische Kollektoren ihre maximale Leistung und können diese häufig nicht nutzbar machen. Auch Fernwärme steht während der heißen Jahreszeit häufig im Überfluss zur Verfügung. Maschinen von InvenSor können hier sogar im Rücklauf der Netze betrieben werden.

Die InvenSor GmbH bietet aktuell zwei Arten von Adsorptions- Kältemaschinen für die Kühlung von Wohn- und Bürogebäuden, Rechenzentren, Verkaufsräumen, Hotels, Pflegeeinrichtungen, Lebensmittelhandel oder Sportstätten an. Sie sind etwa so groß wie ein Kühlschrank. Die InvenSor LTC (low temperature cooling) ist auf hohe Leistung bei niedrigen Antriebstemperaturen ab ca. 50°C ausgerichtet. Bereits ab 65°C erreicht sie nahezu 100 Prozent ihrer Leistung. Sie eignet sich daher z.B. für den Betrieb mit Mini-BHKWs und Fernwärmenetzen in gemäßigten Klimazonen. Speziell für hohe Außentemperaturen ist die InvenSor HTC (high temperature cooling) konstruiert. Ihre Leistungsfähigkeit bei Rückkühltemperaturen bis über 40°C ist einzigartig. So kann auch bei Außentemperaturen von über 35°C auf wartungsintensive Nasskühltürme verzichtet werden.  Die HTC-Anlage erreicht Ihre Nennleistung bei Antriebstemperaturen oberhalb von ca. 80°C.

Sie kann Kältetemperaturen von ca. 4°C erreichen und ist so auch für den Betrieb in Kühlräumen geeignet. InvenSor bietet in Zusammenarbeit mit seinen Vertriebspartnern speziell für die Bereiche Raum- und Serverkühlung maßgeschneiderte Lösungen an. Zur Raumkühlung können Adsorptions-Kältemaschinen, je nach Wunsch des Kunden, mit einem Blockheizkraftwerk (Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung), Solarthermie-Anlagen (Solare Kühlung) oder mit einer Fernwärmeleitung gekoppelt werden. Im Bereich der Serverkühlung stehen zwei Aspekte im Vordergrund: Ausfallsicherheit der Kühlung und Energieeffizienz. Mit ihrem „Cooling-Power-Pack“ (CPP) kann die Invensor GmbH in beiden Kategorien punkten.

Das Paket besteht aus der Kombination einer hocheffizienten InvenSor-Kältemaschine mit einem Blockheizkraftwerk. Die Verbindung der wartungsarmen Kältemaschine mit einem BHKW kann eine zweite Energieversorgung für Serverräume zur Verfügung stellen und so doppelte Ausfallsicherheit und hohe Energieeffizienz miteinander kombinieren.  „Ein großer Vorteil unserer Adsorptionskältemaschinen besteht darin, dass sie im Gegensatz zu Absorptionsanlagen wenige bewegliche Teile, wie zum Beispiel Pumpen, enthalten“, betont Paulußen. „Dadurch verringert sich der Wartungsaufwand und verlängert sich die Lebensdauer“, so der Ingenieur. Die dicht verschweißte Edelstahl- Hülle kann wegen des einfachen Funktionsprinzips im Inneren des Sorptionsreaktors ohne Revisionsöffnungen ausgeführt werden.