Entwicklung einer direkt solar angetriebenen Kälteanlage auf Basis des Diffusions-Absorptions-Kälteprozesses

Abstract

In den letzten Jahren lag der Fokus der solaren Kühlung auf Ad- und Absorptionskälteanlagen. Diese Anlagen haben einen Leistungsbereich von mehr als 10 kW. Am Institut für Thermodynamik und Wärmetechnik wird ein neues Konzept zur dezentralen solaren Kühlung entwickelt. Grundlage ist der Diffusions-Absorptionskälteprozess. Hierbei erfolgt der Lösungsmittelumlauf durch das Thermosiphonprinzip. Dadurch hat die entwickelte Anlage den Vorteil, dass sie verschleißfrei, strom- und geräuschlos arbeitet. Die Bauteile der Kälteanlage werden teilweise direkt in den Solarkollektor integriert Thermosiphonpumpe/Austreiber). Es wird eine Kälteleistung von circa 400 W angestrebt. Für größere Kälteleistungen sollen mehrere Anlagen modular verschaltet werden. Durch den im Solarkollektor ebenfalls integrierten Mäander, kann der Solarkollektor bei Bedarf auch zur Brauchwassererwärmung eingesetzt werden. Die Anlage wurde im Labor vermessen. Dabei wurde der Einfluss von unterschiedlichen Heizleistungen sowie der Einfluss von Rückkühlung durch freie und erzwungene Konvektion auf die Kälteleistung der Anlage untersucht. Die inneren Wärmeübertrager haben einen großen Einfluss auf die Leistung sowie die Leistungszahl der Anlage. Im Zuge der Entwicklung sind verschiedene Wärmeübertrager untersucht und in der Anlage getestet worden. Es wird das Verfahren zur Kälteerzeugung detailliert beschrieben und die Laboranlage vorgestellt. Weiterhin wird über die ersten Betriebserfahrungen und die gewonnenen Messwerte berichtet. Die zukünftigen Entwicklungsschritte und Potentiale der Technik werden erläutert.