Pilotanlage in Betrieb: Kälte aus Wärme

17.08.2016. Die SWP nehmen eine Absorptions-Kältemaschine im Neubau der Technischen Dienste Pforzheim in Betrieb. Dabei wird Kälte aus Fernwärme gewonnen. Das Angebot komplettiert das SWP-Geschäftsfeld Energiedienstleistungen und Contracting.

Die Entscheidung für eine neue Technologie zur systematischen Kühlung des Neubaus Technische Dienste fiel bereits schon im Zuge der Projektierung für das neue Gebäude – die SWP waren als Energieversorger frühzeitig in die Planung der Wärmeversorgung eingebunden. Nachdem die Entscheidung für Fernwärme getroffen wurde, war es nun ein konsequenter Schritt, auch die Kühlung im Sommer über Fernwärme zu Realisierung.

Was zunächst ziemlich paradox klingt – Kälte aus Wärme zu produzieren –, ist jedoch bei näherer Betrachtung eine konsequente Nutzung der vorhandenen Energiequelle: eine Absorptions-Kältemaschine erzeugt auf der Basis von Fernwärme Kälte und versorgt so eine Lüftungsanlage bei den Technischen Diensten mit kühlem Wasser. Dadurch kann die Raumtemperatur im Sommer um mehrere Grade gesenkt werden.

Auch die Zahlen überzeugen: Gegenüber einer konventionellen Klimaanlage lassen sich durch den Einsatz von Fernwärme ca. 25 % des Energieaufwandes, damit auch des CO2-Ausstoßes und der Energiekosten einsparen. Denn Fernwärme wird unter hocheffizienter Ausnutzung von Rohstoffen, v.a. Biomasse, mit bis zu 80% Wirkungsgrad produziert. Der Wartungsaufwand ist ebenfalls deutlich geringer – bei größerer Zuverlässigkeit.

Zur Realisierung des Projekts hatten die SWP diverse Aufgabenstellungen zu erfüllen: „Die Anlage musste neben optimalen Funktionen auch die passenden Abmessungen haben und leicht aufgestellt werden können“, sagt SWP-Projektleiter Jochen Hüttler. „Wir haben uns für eine Anlage entscheiden, die mit unserer Fernwärmetemperatur von 75 °C am besten arbeitet."

Funktionsweise des Systemkreislaufs

Das Kältemittel Wasser gelangt über ein Berieselungssystem in den Verdampfer. Im größtenteils evakuierten Verdampfer liegt ein Unterdruck vor, was dazu führt, dass das Kältemittel bereits bei niedrigen Temperaturen verdampft. Beim Verdampfungsvorgang wird Wärme aus der Umgebung entzogen (Kühlung). Anschließend strömt der Kältemitteldampf in den Absorber und wird dort durch die konzentrierte Lithiumbromid Lösung aufgenommen (absorbiert). Die bei der Absorption entstehende Wärme wird durch das Kühlwasser abgeführt. Die Lösung wird nun mit einer Lösungspumpe auf den erforderlichen hohen Druck gebracht und in den Generator geleitet. Aufgrund des kleineren spezifischen Volumens des Kältemittels in der „verdünnten Lösung“ erfolgt dies unter vernachlässigbar geringem elektrischem Energieaufwand. Im Generator wird die kältemittelreiche Lösung eingesprüht, das Kältemittel verdampft und es entsteht eine kältemittelarme Lösung. Aufgrund des erhöhten Druckes muss bei diesem Vorgang Wärme von außen zugeführt werden (die Fernwärme). Temperaturen ab 55°C können bereits ausreichen. Ist der Kältemitteldampft aus der Lösung ausgetrieben, wird das Lösungsmittel, um wieder einen niedrigeren Druck zu erhalten, durch eine Drossel über ein Berieselungssystem zurück in den Absorber geleitet. Der Kältemitteldampf wiederum strömt vom Generator in den Kondensator und wird dort unter Zufuhr von Kühlwasser verflüssigt. Die dabei entstehende Wärme wird ebenfalls über das Kühlwasser abgeführt. Der verflüssigte Dampf gelangt, um auch hier wieder einen niedrigen Druck zu erhalten, durch eine Drossel erneut in den Verdampfer. Der Kreislauf beginnt von vorn. Überschüssige Wärme wird an allen Stationen des Prozesses an die Umgebung abgeleitet. Auf diese Weise wird die Temperatur des Kältemittels Wasser immer weiter abgesenkt, bis es die Zieltemperatur für die Klimaanlage erreicht hat. Weitere Vorteile der Absorptions-Kälteanlage sind, neben dem günstigeren Fernwärmepreis im Vergleich zu Strom, der sehr niedrige Nebenstromverbrauch, die geräuscharme Arbeitsweise und das FKW-freie Kältemittel. Außerdem bringt die Nutzung von Fernwärme im Sommer eine bessere Auslastung im Jahresverlauf.

„Mit dieser Anlage konnte für die Technischen Diensten eine innovative und umweltgerechte Kühlungstechnologie realisiert werden, die durch das gewählte Contracting-Modell wirtschaftlich umgesetzt werden konnte“, sagt Roger Heidt, Erster Bürgermeister der Stadt Pforzheim am Rande der offiziellen Inbetriebnahme.

„Wir schieben mit diesem Projekt eine neue Technologie an und können so die vorhandene Fernwärme im Sommer effizient nutzen, wenn Kälteenergie benötigt wird.“, so Thomas Engelhard, Geschäftsführer der SWP. „Dadurch erhöhen wir die Ressourcenverwertung und können bestehenden und neuen Fernwärmekunden einen weiteren Mehrwert anbieten.“

Auch Privat- und Industriekunden können diese Technologie besonders im Rahmen von Neubau- oder Sanierungsprojekten nutzen. Ansprechpartner ist das Team der SWP-Energiedienstleistungen, Tel.: (07231) 3971-3245, Mail: Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein!

Technische Angaben zur Anlage

Absorptionskältemaschine
zur Spitzenlast Kühlung der Räume

Kälteleistung max. 50 kW
Heizleistung 65 kW
Wirkungsgrad bis zu 80%
Kältemittel Wasser - Lithiumbromid
Robin Saalmüller, Leiter Presse- / Öffentlichkeitsarbeit
Fon (07231) 3971-1040 oder Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein!
SWP Stadtwerke Pforzheim GmbH & Co. KG, Sandweg 22, 75179 Pforzheim | Handelsregister Mannheim, HRA 50 36 09 | USt Id.Nr.: DE 214129630
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