Diffusions-Absorptionskältemaschine mit Plattenaustreiber

Abstract

Diffusions-Absorptionskältemaschinen (DAKM) werden durch Wärme angetrieben und arbeiten strom- und geräuschlos. Als Hotel- und Campingkühlschränke sind DAKMs mit Kälteleistungen bis ca. 100 W weit verbreitet. Eine DAKM in einem größeren Kälteleistungsbereich hat bei einer Beheizung durch Abwärme, Fern- oder Nahwärme sowie solarer Wärme das Potenzial beispielsweise für die Gebäudekühlung klimafreundlich Kälte bereit zu stellen. Am Institut für Gebäudeenergetik, Thermotechnik und Energiespeicherung (IGTE) wird im Rahmen eines Promotionsstipendiums der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU) an der Skalierung des Diffusions-Absorptionskälteprozesses zu größeren Kälteleistungen geforscht. Ammoniak/Wasser wird als Arbeitsstoffpaar verwendet. Zur Einbringung größerer Antriebsleistungen wird eine neuartige Austreibereinheit bestehend aus einem Plattenwärmeübertrager mit angeschlossenem Förderrohr erprobt. Eine solche Austreibereinheit ist zudem kompakt, ermöglicht die Nutzung verschiedener Wärmequellen und senkt die zum Betrieb nötige Antriebstemperatur. Auf der DKV-Jahrestagungen 2020 und 2021 wurden zwei Entwicklungsstränge dieses Projekts vorgestellt. Zunächst wurde die Erprobung der Austreibereinheit auf einem separaten Prüfstand (2020) und dann die Weiterentwicklung einer elektrisch beheizten DAKM, durch Verbesserung des Hilfsgaskreislaufs und Absorbers (2021), vorgestellt. Durch diese Maßnahmen konnte die Kälteleistung der DAKM deutlich gesteigert werden, sodass nun eine Erhöhung der Antriebsleistung sinnvoll ist. Beide Entwicklungsstränge werden dafür zusammengeführt und die neuartige Austreibereinheit in den Prototypen der DAKM integriert. Es wird eine iterative Weiterentwicklung der DAKM vorgestellt, für die zunächst ein wassergekühlter Absorber aus Drallrohren und ein Plattenkondensator in der DAKM erprobt werden. Nach der Integration der Austreibereinheit mit Plattenwärmeübertrager steigt die Kälteleistung auf maximal 1038 W.