Adsorbtionskälteanlagen
1. Grundlagen
Die Adsorptionskältemaschine nutzt die Adsorption und Desorption aus, um Wärmeenergie zu binden oder freizusetzten. Die Adsorption bezeichnet die Anlagerung eines Gases an einen porösen und somit großflächigen Feststoff. Die dabei stattfindende Kondensation setzt Wärmeenergie frei. Die Desorption bezeichnet das Lösen eines Gases von einem porösen großflächigen Feststoff. Durch die dabei stattfindende Verdampfung wird Wärmeenergie aufgenommen. Aus diesem sequentiellen Vorgang wird nun deutlich, dass die Adsorptionskältemaschine keine kontinuierliche Kältemaschine sein kann und ebenfalls sequentiell arbeiten muss. Diese Arbeitsweise der Adsorptionskältemaschine kann in zwei Phasen unterteilt werden.
Bild: Arbeitsphasen einer Adsorbtionskältemaschiene /SorTech/
2. Funktionsweise
Ein Kältemittel (z.B. Wasser oder Ammoniak) wird bei niedriger Temperatur verdampft und anschließend an das Adsorbens gebunden. Bei diesem Vorgang wird Wärme benötigt, welche einem Medium entzogen werden muss. Dabei wird die „Nutzkälte“ erzeugt. Das Kältemittel dringt in die Poren des Adsorbens ein und kondensiert an der großen Oberfläche. Die dabei freiwerdende Kondensationswärme muss abgeführt werden. Die anschließende zweite Phase, die Desorptionsphase, läuft genau umgekehrt ab. Wärmeenergie (z.B. Abwärme) wird dem Adsorbens zugeführt und somit die Verdampfung des flüssigen Kältemittels darin eingeleitet. Das verdampfte Kältemittel kondensiert nun aus und gibt wieder Kondensationswärme ab. Diese wird ebenfalls abgeführt. Anschließend beginnt der Kreislauf mit der ersten Phase erneut.
3. Besonderheiten
Da diese Kältemaschine im Betrieb keine elektrische Energie aufnehmen muss, kann sie in infrastrukturschwachen Regionen eingesetzt werden. Da das Sorptionsmittel ein feinporöser Feststoff mit möglichst großer Oberfläche sein soll, eignen sich folgende Stoffe für diese Anwendung. /GBU/
- Aktivkohle
- Silikagel
- Zeolithe
4. Kosten / Wirtschaftlichkeit
Bei der Anschaffung einer Adsorptionskältemaschine sollte mit 500 - 1500 EUR pro kWKühl gerechnet werden. /Fischer/
