Kälteabsorptionsmaschinen

Wussten Sie, dass durch eine Umrüstung auf bessere Luft- und Kältetechnik Büro- und Verwaltungsgebäude in Deutschland jährlich etwa drei Millionen Tonnen CO2 einsparen könnten? Kälteabsorptionsmaschinen spielen hierbei eine entscheidende Rolle, besonders im Hinblick auf Energieeffizienz und thermische Energieerzeugung.

Diese beeindruckende Technologie findet ihren Platz sowohl in der Industrie als auch in spezifischen Anwendungen wie der Lebensmittelindustrie. Durch die Nutzung von Abwärme zur Kühlung können Kälteabsorptionsmaschinen nicht nur den Energieverbrauch senken, sondern auch zur Reduzierung der Betriebskosten beitragen. Die Gesamtinvestitionen in solche Energieeffizienzprojekte belaufen sich oft auf mehrere Millionen Euro, wie zum Beispiel das Blockheizkraftwerk (BHKW) mit einer Leistung von 900 kW, das durch eine Kälteabsorptionsmaschine mit 720 kW unterstützt wird. Diese Kombination führt zu einer jährlichen Primärenergieeinsparung von etwa 650 Tonnen CO2.

Die Dauer von der Planung bis zur Inbetriebnahme solcher Lösungen kann bis zu 14 Monate betragen. Zudem forciert die Bundesregierung, dass der Gebäudesektor bis 2030 seine jährlichen CO2-Emissionen um insgesamt 48 Millionen Tonnen reduziert. Ein praktisches Beispiel für solch innovative Technik liefert das Institut für Luft- und Kältetechnik (ILK) in Dresden, das eine weltweit einzigartige Kälteabsorptionsmaschine entwickelt hat, die Abwärme zur Kälteerzeugung nutzt.

Zentrale Erkenntnisse

• Kälteabsorptionsmaschinen tragen wesentlich zur CO2-Reduktion bei.
• Investitionen in diese Technik können beträchtliche Energie- und Kosteneinsparungen bringen.
• Innovative Projekte wie das vom ILK in Dresden zeigen das Potenzial von Abwärme.
• Die Umsetzung solcher Projekte kann bis zu 14 Monate dauern.
• Die Bundesregierung fordert erhebliche Reduktionen der CO2-Emissionen im Gebäudesektor bis 2030.

Einführung in Kälteabsorptionsmaschinen

Kälteabsorptionsmaschinen sind eine innovative Technologie, die zur Kälteerzeugung auf der Nutzung von Wärme basiert. Anstatt elektrische Energie zu verbrauchen, nutzen diese Systeme thermische Energie, um den Kühlprozess in Gang zu setzen. Diese Methode ist besonders umweltfreundlich und stellt eine nachhaltige Alternative zu herkömmlichen Kompressionskältemaschinen dar.

Ein Beispiel sind Lithiumbromid-Absorptionskältemaschinen, die Wasser als Kältemittel und Lithiumbromid in wässriger Lösung als Absorptionsmittel verwenden. Diese Absorptionskälteanlagen wurden erstmals von der Carrier Corporation in den 1940er Jahren erforscht und entwickelt. Die erste Großanlage, die mit niedrigem Dampfdruck betrieben wird, wurde 1945 eingeführt.

Eine weitere Art von Absorptionskälteanlage ist die Ammoniak-Wasser-Absorptionskältemaschine. Hierbei dient Ammoniak als Kältemittel und Wasser als Absorptionsmittel. Diese Maschinen haben den Vorteil, dass sie kostengünstige und natürliche Stoffe verwenden. Die Leistungsfähigkeit dieser Chiller hängt von der Verdampfungstemperatur ab und reicht von etwa 0,65 bei einer Verdampfungstemperatur von 0 °C bis zu 0,3 bei -50 °C.

Die Einsatzmöglichkeiten von Absorptionskälteanlagen sind vielfältig und reichen von Haushalts- bis hin zu Industrieanwendungen mit Leistungen von wenigen Kilowatt bis hin zu mehreren Megawatt. Dabei spielen thermische Kühltechnologien eine entscheidende Rolle, weil sie es ermöglichen, Abwärme effizient zu nutzen und somit die Umwelt zu schonen. Kälteabsorptionsmaschinen sind nicht nur eine nachhaltige Lösung, sondern tragen auch wesentlich zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen bei.

Funktionsweise von Kälteabsorptionsmaschinen

Das Arbeitsprinzip Kälteabsorptionsmaschinen basiert auf der Absorptionstechnik, bei der eine Flüssigkeit, üblicherweise Wasser, als Kühlmittel und eine andere Substanz wie Ammoniak oder Lithiumbromid als Absorber fungiert.

Kälteabsorptionsmaschinen nutzen Kreisläufe von Lösungsmitteln, um Wärmeenergie zu übertragen. Diese Maschinen machen sich den unterschiedlichen Dampfdruck der verwendeten Lösungsmittel zunutze, um Wärme effizient zu nutzen und Kälteleistung zu erzeugen.

Ein besonders interessantes Beispiel ist die Kopplung von Mikrogasturbinen mit Kälteabsorptionsmaschinen. Diese Anlage wird auf die Antillen verschifft und in einer Meerwasserentsalzungsanlage auf der Insel Saint Barthélémy zur dezentralen Energieversorgung eingesetzt. Durch diese innovative Technologie kann der Primärenergieverbrauch um bis zu 25 Prozent gesenkt werden, was einer entsprechenden Minderung des Kohlendioxid-Ausstoßes entspricht.

Ein weiteres Anwendungsbeispiel zeigt, wie Rechenzentren durch den PUE-Wert (Power Usage Effectiveness) effizienter werden können. Bis 2025 wird gefordert, dass Rechenzentren ausschließlich mit Strom aus erneuerbaren Energien betrieben werden. Zudem soll bis 2028 die gesamte Abwärme von Rechenzentren nutzbar gemacht werden, um in bestehende Fernwärmenetze eingespeist zu werden.

Thermische Energieerzeugung mit Kälteabsorptionsmaschinen

Kälteabsorptionsmaschinen bieten eine innovative Möglichkeit zur thermischen Energieerzeugung und effizienten Kälteproduktion, indem sie vorhandene Wärmeenergie zur Kühlung umwandeln. Diese Technologie wird immer häufiger in Kraft-Wärme-Kälte-Kopplungssysteme integriert, um Energieströme zu optimieren und die Gesamteffizienz der Energieumwandlung zu steigern.

Die erfolgreiche Implementierung solcher Systeme zeigt sich in diversen Projekten der Region Obertrubach. Zum Beispiel investierte ein Gesundheitszentrum in Eckental in eine emissionsfreie Energieerzeugung durch die Kombination von Photovoltaikanlagen und Wärmepumpen. Dies reduziert nicht nur den CO2-Ausstoß, sondern erhöht auch die Energieautarkie.

Ein weiteres herausragendes Beispiel ist das STABILO CUBE Gebäude in Heroldsberg, das eine Erdwärme-Wärmepumpe für Heizung und Kühlung nutzt. Ähnlich verwendet die Maukhalle in Spardorf Geothermie-Wärmepumpen und Oberflächenkollektoren, wobei überschüssige Energie zurück in das Netz eingespeist wird.

Eine beeindruckende Anwendung der thermischen Energieumwandlung findet sich im energieautarken Effizienzhaus in Offenhausen, das eine solarbetriebene Wärmepumpe zusammen mit einem Batteriespeichersystem einsetzt. Ebenfalls innovativ ist das neue High-Tech-Center in Nürnberg, welches 128 Bohrlöcher für sein geothermisches Wärmepumpensystem nutzt.

Weitere bemerkenswerte Projekte umfassen das neue Wohnkomplex in Erlangen-Bruck mit seiner Bodenquellen-Wärmepumpe und Erdsonden für Geothermieheizung und -kühlung sowie die Sparkasse Bayreuth-Filiale in Eckersdorf, die ebenfalls auf eine Bodenquellen-Wärmepumpe setzt. Diese Beispiele verdeutlichen, wie Kälteabsorptionsmaschinen erfolgreich zur thermischen Energieerzeugung und nachhaltigen Energieumwandlung beitragen können.

Wärmepumpensysteme: Eine effiziente Lösung

Wärmepumpensysteme bieten eine bemerkenswerte Lösung zur Förderung der Energieeffizienz und zur Nutzung erneuerbarer Energien. Diese Technologie nutzt die Umgebungswärme oder Abwärmequellen zur Energiegewinnung und kann somit signifikante Kosteneinsparungen und ökologische Vorteile bieten. In Kulmbach wurden beispielsweise 21 Fachbetriebe und 16 Projekte im Bereich Wärmepumpensysteme und Kälteabsorptionsmaschinen identifiziert, was auf die wachsende Akzeptanz dieser nachhaltigen Technik hinweist.

Ein herausragendes Beispiel ist die Albert-Schweitzer Hospiz in Bayreuth, die durch den Einsatz einer effizienten Luft-Wärmepumpe jährliche Betriebskosten von etwa 6,000€ einsparen konnte. Ebenso beeindruckend sind die Erdwärmesonden, die in der Sparkasse Eckersdorf installiert wurden, um eine umweltfreundliche Heiz- und Kühltechnik zu gewährleisten.

Die Integration von Wärmepumpentechnologie in verschiedenen Gebäudetypen hat erhebliche Effizienzsteigerungen zur Folge. In Burgkunstadt versorgt eine Wärmepumpe mit einer Leistung von 12 kW ein skandinavisches Wohngebäude mit einer Fläche von 210 m². Ebenfalls wird eine Solar-Wärmepumpe in einem KfW-Standard Sonnenhaus-Konfiguration in Döhlau erfolgreich betrieben.

• Die Elobau-Niederlassung in Probstzella nutzt Wärmepumpen-Technologie, um über 60% Autonomie durch klimaneutrale Praktiken zu erreichen.
• Das neue medatixx Hauptquartier in Bamberg wurde mit einer Geothermie-Wärmepumpe und einer Photovoltaik-Anlage ausgestattet, die den KfW-55-Effizienzhausstandard erfüllen.
• Der Lagarde-Campus in Bamberg nutzt Abwasser, um Wärmepumpen in einer nachhaltigen Weise zu betreiben.

Die Wärmepumpentechnologie bietet nicht nur nachhaltige, sondern auch kosteneffiziente Lösungen. Ein Haushalt in Bayreuth konnte durch den Einsatz einer Wärmepumpe etwa 40% seines jährlichen Stromverbrauchs von rund 13,000 kWh decken. Auch in Strullendorf hat die Kita St. Magdalena von ölbasierter Heizung auf eine Erdwärme-Wärmepumpe mit Fußbodenheizung umgestellt, was die Kosten und die CO₂-Emissionen wesentlich reduziert.

Diese Beispiele veranschaulichen, wie Wärmepumpensysteme zur Verbesserung der Energieeffizienz und zur Senkung der Betriebskosten beitragen können. Durch ihre vielseitigen Einsatzmöglichkeiten in verschiedenen Anwendungsbereichen und Gebäudetypen wird die Wärmepumpentechnologie zu einer wichtigen Komponente moderner umweltfreundlicher Energiekonzepte.

Anwendungen in der Industrie

Kälteabsorptionsmaschinen spielen eine entscheidende Rolle bei industriellen Anwendungen, insbesondere in energieintensiven Branchen. Ihre Fähigkeit, Wärmeenergie effektiv zu nutzen, macht sie zu einem wertvollen Werkzeug für die Energieoptimierung und zur Verbesserung von Kühlsystemen in verschiedenen Industriebereichen.

Die Investitionskosten für die Integration von Kühlsystemen in industrielle Anwendungen können hoch sein. Laut aktuellen Daten betragen die Investitionskosten pro Trassenmeter eines Wärmenetzes bis zu 250 Euro, während der Arbeitspreis zwischen 6-8 Ct./kWhth liegt. Dies macht die Energieoptimierung durch den Einsatz von Kälteabsorptionsmaschinen besonders attraktiv, da sie langfristig Einsparungen und Effizienzgewinne bieten.

Ein bedeutender Vorteil von Kälteabsorptionsmaschinen ist ihre Fähigkeit, erneuerbare Energien effizient zu nutzen. Der Anteil erneuerbarer Energien am Wärmemarkt stagniert seit Jahren bei rund 14%, was zeigt, dass es noch viel Potenzial für Verbesserungen gibt. Durch den technischen Fortschritt und die Implementierung von modernen Kühlsystemen können industrielle Anwendungen deutlich zu einer besseren Energieoptimierung beitragen.

Die Wärmedichte für ein Wärmenetz sollte über 500 kWhth pro Jahr und Trassenmeter betragen, um Förderungen zu erhalten. Dies zeigt, wie wichtig eine sorgfältige Planung und Implementierung von Kälteabsorptionsmaschinen in der Industrie ist. Der Arbeitspreis für ein Wärmenetz und der Grundpreis von 400 bis 500 Euro verdeutlichen, dass durch den optimalen Einsatz von Kälteabsorptionsmaschinen erhebliche Kosteneinsparungen erzielt werden können.

Ein weiteres relevantes Beispiel ist die Nachverstromung mit einer ORC-Anlage oder einem Dampfmotor, welche nach der EEG-Phase aufgrund sinkender Einspeisevergütungen weniger attraktiv geworden sind. Hier zeigen sich die Vorteile von Kälteabsorptionsmaschinen zur Energieoptimierung und Effizienzsteigerung, da sie alternative Möglichkeiten zur Energienutzung bieten.

Zusammenfassend bieten Kälteabsorptionsmaschinen vielfältige industrielle Anwendungen, besonders in Bereichen, die eine hohe Energieeffizienz und zuverlässige Kühlsysteme erfordern. Mit fortschrittlichen Technologien und gezielter Planung können Unternehmen in verschiedenen Branchen von diesen Maschinen profitieren und ihre Energieoptimierung auf ein neues Niveau heben.

Kälteabsorptionsmaschinen in der Lebensmittelindustrie

In der Lebensmittelindustrie spielen Kälteabsorptionsmaschinen eine zentrale Rolle bei der Kälteerzeugung für die Verarbeitung und Lagerung von Lebensmitteln. Dank ihrer Fähigkeit, Abwärmequellen zu nutzen, tragen sie erheblich zur nachhaltigen Produktion bei.

Ein bedeutendes Beispiel ist das Blockheizkraftwerk (BHKW), das konstanten Wärmestrom von 350 kW liefert. Dieser wird zur Kälteerzeugung über Kälteabsorptionsmaschinen verwendet. Durch den Einsatz solcher Technologien können Lebensmittelhersteller nicht nur ihren Energiebedarf effizient decken, sondern auch die Betriebskosten minimieren und gleichzeitig die Umwelt schonen.

1. Effiziente Nutzung von Abwärmequellen: Durch die Integration von Kälteabsorptionsmaschinen können Lebensmittelbetriebe Abwärmequellen effektiv nutzen und somit die Kälteerzeugung positiv beeinflussen.
2. Kosteneinsparungen: Der Einsatz von Kälteabsorptionsmaschinen reduziert den Bedarf an externer Kältetechnik und senkt somit die Betriebskosten.
3. Nachhaltige Produktion: Die Verknüpfung von Energieerzeugung und -nutzung fördert eine nachhaltige Produktion, was für die Lebensmittelindustrie von wachsender Bedeutung ist.

Zusammengefasst tragen Kälteabsorptionsmaschinen in der Lebensmittelindustrie zur Optimierung der Kälteerzeugung bei, indem sie Abwärmequellen nutzen und die nachhaltige Produktion unterstützen. So wird nicht nur die Umwelt geschont, sondern auch die Wirtschaftlichkeit der Produktionsprozesse verbessert.

Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung: Ein praktisches Beispiel

Die Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung (KWKK) stellt eine innovative Lösung dar, um eine effiziente Energieausnutzung zu gewährleisten. Ein gelungenes Beispiel hierfür findet sich in Apolda, wo ein Blockheizkraftwerk (BHKW) in Kombination mit Kälteabsorptionsmaschinen arbeitet.

Die dortige Anlage nutzt die kombinierte Energieintegration aus Strom- und Wärmeerzeugung sowie Kälteproduktion. Durch diese integrierte Vorgehensweise wird die gesamte Energie im System besonders effizient genutzt, was zu erheblichen Einsparungen und einer nachhaltigen Energienutzung führt.

• Erzeugung von Strom durch das BHKW
• Abwärmenutzung zur Wärmeerzeugung
• Kälteproduktion durch Kälteabsorptionsmaschinen

Nachhaltigkeit und Umweltfreundlichkeit von Kälteabsorptionsmaschinen

Die Umweltfreundlichkeit von Kälteabsorptionsmaschinen bietet eine nachhaltige Alternative zu herkömmlichen Kühlsystemen. Da Kälteabsorptionsmaschinen primär thermische Energie anstelle elektrischer Energie nutzen, tragen sie erheblich zur Reduzierung der CO2-Emissionen bei. Dieser Aspekt ist besonders relevant in der aktuellen Diskussion um Nachhaltigkeit und umweltfreundliche Technologien.

Die Bavaria Film Gruppe hat seit Januar 2022 alle neuen Projekte gemäß den ökologischen Vorgaben des bundesweiten Arbeitskreises „Green Shooting“ hergestellt. Dadurch werden umweltfreundliche Technologien und grüne Kühlsysteme stärker in den Vordergrund gerückt. Das Ziel ist es, den Flotten-CO2-Ausstoß bis 2026 von 135g/km auf 100g/km CO2 zu senken.

Zu den weiteren Bemühungen im Bereich Nachhaltigkeit gehören die Einführung eines Mobilitätsbudgets, die Förderung flexibler und nachhaltiger Mobilitätsformen sowie die Empfehlung, innerdeutsche Flüge zu vermeiden und stattdessen Bahnreisen mit Ökostrom zu bevorzugen. Diese Initiativen zeigen, wie Unternehmen nachhaltige Praktiken in ihre Geschäftsprozesse integrieren können.

Ein besonderes Beispiel für nachhaltige Produktionsmethoden liefert die Bavaria Film Gruppe, die 20 Produktionen mit dem „green motion“-Label ausgezeichnet hat, um umweltfreundliche Produktionsprozesse zu würdigen. Auch das Travelmanagement des Unternehmens setzt auf nachhaltige Lösungen, indem es innerdeutsche Flüge reduziert und auf Ökostrom-Bahnreisen setzt, um den ökologischen Fußabdruck zu minimieren.

Durch die Nutzung von Kälteabsorptionsmaschinen können Unternehmen nicht nur ihre Betriebskosten senken, sondern auch einen wichtigen Beitrag zur Reduzierung der Umweltbelastung leisten. Die Integration solcher umweltfreundlicher Technologien zeigt das Engagement der Unternehmen für eine nachhaltige Zukunft.

Prozessoptimierung durch Kälteabsorptionsmaschinen

Die Anpassung von Kälteabsorptionsmaschinen an spezifische industrielle Anforderungen bietet vielfältige Möglichkeiten zur Prozessoptimierung. Durch den Einsatz solcher Technologien können Produktionsprozesse optimiert und die Effizienzsteigerung erheblich vorangetrieben werden.

Ein Paradebeispiel für die erfolgreiche Umsetzung solcher Maßnahmen sind die deutschen Kliniken:

• Das RoMed Klinikum Rosenheim setzte seit 2004 ökologische Betriebsabläufe um und wurde 2016 als Green Hospital ausgezeichnet.
• Die München Klinik Bogenhausen strebt bis 2035 die Energieneutralität an.
• München Klinik Schwabing optimierte die Fernwärmeversorgung durch den Einbau neuer Pumpen.
• Die Photovoltaikanlage der München Klinik Neuperlach deckt einen Teil des Gesamtstromverbrauchs ab.
• Klinikum Garmisch-Partenkirchen nutzt E-Mobilität und stellt auf Textilien mit „Grünem Knopf“ um.
• Die Kreisklinik Ebersberg verfügt über ein Gesundheitsmanagement und eine demenzkompatible Ausstattung.
• Das Klinikum Kempten erhielt 2016 die Auszeichnung als Green Hospital und setzt auf regenerative Energien.
• Die Bezirkskliniken Schwaben haben Standorte wie Kaufbeuren und Günzburg mit EMAS-Validierungen versehen.
• Das Bezirkskrankenhaus Kempten erhielt 2017 eine Validierung nach EMAS-Standard und wurde 2016 als Green Hospital ausgezeichnet.
• Kinderklinik Augsburg setzt auf tageslichtdurchflutete Bereiche und installierte eine Photovoltaikanlage.
• Die tageslichtabhängige Flurbeleuchtung im Mutter-Kind-Zentrum Augsburg reduziert die Energiekosten um 20 Prozent.

Durch diese Initiativen wird nicht nur die Energiekostenreduktion vorangetrieben, sondern auch die nachhaltige Nutzung von Ressourcen gefördert. Kälteabsorptionsmaschinen tragen maßgeblich zur Erreichung dieser Ziele bei, indem sie eine flexible und effiziente Kühlung ermöglichen.

Installation und Wartung von Kälteabsorptionsmaschinen

Die Installation von Kühlsystemen und insbesondere von Kälteabsorptionsmaschinen erfordert spezielles technisches Know-how und präzise Planung. Eine ordnungsgemäße Durchführung der Installation ist entscheidend für die Effizienz und Langlebigkeit des Systems. Dazu gehören das Verlegen von Kühlmittelleitungen und das Einrichten von Wärmetauschern sowie die Integration in bestehende Wärmesysteme. Investitionskosten für solche Projekte können dabei bis zu 250 Euro pro Trassenmeter betragen, was zeigt, wie wichtig eine gut durchdachte Installation ist.

Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die regelmäßige Wartung von Kälteanlagen. Um sicherzustellen, dass die Maschinen effizient und zuverlässig arbeiten, ist technischer Support unumgänglich. Dies beinhaltet Routineinspektionen, Reinigung der Systeme und den Austausch von Verschleißteilen. Ein gut gewartetes System kann nicht nur Ausfallzeiten minimieren, sondern auch die Lebensdauer der Maschinen erheblich verlängern.

Die Wartung von Kälteanlagen spielt auch eine entscheidende Rolle bei der Erreichung der Klimaziele. Mit einem stagnierenden Anteil Erneuerbarer Energien am Wärmemarkt von rund 14% und dem Ziel, das Ausbautempo zu erhöhen, ist die Effizienz der bestehenden Systeme von höchster Bedeutung. Unterstützende Maßnahmen wie die KfW-Förderung „Erneuerbare Energien Premium“ sind dabei erst ab einer Wärmedichte von über 500 kWhth pro Jahr und Trassenmeter verfügbar. Daher ist es wichtig, dass sowohl die Installation als auch die Wartung von Kälteabsorptionsmaschinen höchsten Standards entsprechen, um langfristig die angestrebten Umweltziele zu erreichen.