EDAPA

Entwicklung einer Diffusions-Absorptionskältemaschine mit Plattenaustreiber

Kurzbeschreibung

Eine Diffusions-Absorptionskältemaschine (DAKM) wird ausschließlich durch Wärmezufuhr angetrieben und benötigt keine mechanische Energie. Dadurch arbeitet diese verschleißfrei und geräuscharm. Diese Eigenschaften sorgen dafür, dass Diffusions-Absorptionskühlschränke als Minibars in Hotels und im Campingbereich weit verbreitet sind. Das Forschungsprojekt EDAPA, ein Promotionsstipendium der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU), hat zum Ziel den Diffusions-Absorptionskälteprozess hin zu größeren Kälteleistungen zu skalieren und ihn so für die Gebäudeklimatisierung nutzbar zu machen. Der Antrieb der DAKM kann durch unterschiedliche Wärmequellen erfolgen. Wird Abwärme, Fern- und Nahwärme oder solarthermische Wärme zum Antrieb verwendet, können Treibhausgasemissionen vermieden werden. Das verwendete Kältemittel Ammoniak besitzt weder Treibhauspotential noch Ozonzersetzungspotential. Da zum Antrieb kein Strom benötigt wird, kann eine DAKM auch als autarkes System in Gegenden mit fehlender Infrastruktur betrieben werden.  

In der DAKM wird die in Absorptionskältemaschinen verbaute Lösungsmittelpumpe durch eine Thermosiphonpumpe ersetzt und der gesamte Kälteprozess auf dem gleichen Absolutdruckniveau betrieben. In der Thermosiphonpumpe wird durch Teilverdampfung der Lösungskreislauf angetrieben und das Kältemittel ausgetrieben. Das Kältemittel kann aufgrund des gleichen Absolutdrucks nur durch Partialdruckunterschiede verdunsten und so eine Kälteleistung erzeugen. Die Partialdruckunterschiede entstehen durch den Umlauf eines Hilfsgases. Dieses wird durch das verdunstende Kältemittel beschwert und sinkt in den Absorber hinab. Dort wird das Kältemittel aus dem Hilfsgas absorbiert, das Hilfsgas wird wieder leichter und steigt hinauf in den Verdunster, wo es erneut beladen werden kann.

Zur Steigerung der Kälteleistung einer DAKM ist einerseits eine höhere Leistungsdichte der Wärmezufuhr nötig als auch eine Steigerung des Hilfsgasumlaufs. Zur Erhöhung der Leistungsdichte der Wärmezufuhr wird erstmalig ein Plattenaustreiber mit angeschlossenem Förderrohr verwendet. Diese Austreibereinheit stellt den Schwerpunkt des Forschungsvorhabens dar.

Prozessschema einer wassergekühlten DAKM mit Plattenaustreiber

Ziele

Das Ziel des Forschungsvorhabens ist es eine Kälteleistung von 1- 2 kW zu erreichen und somit Klimatisierung kleiner Wohnflächen zu ermöglichen.

Laufzeit

Januar 2020 - Dezember 2022

Danksagung

Das Projekt wird durch ein Promotionsstipendium der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU) ermöglicht und großzügig unterstützt.

Dieses Bild zeigt  Johannes Brunder, M.Sc.
 

Johannes Brunder, M.Sc.

Wissenschaftlicher Mitarbeiter

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