Absorptionskältemaschine mit Kompressionsbooster- Elektrisch und thermisch angetriebenes Heiz- und Kühlsystem mit dem natürlichen Kältemittel Wasser -


Doktorand:
Martin Helm


Betreuender Professor:
Prof. Dr. Christian Schweigler, Hochschule München
Prof. Dr.-Ing. Felix Ziegler, Institut für Energietechnik Berlin


Sorptionskältemaschinen können mit Antrieb durch Niedertemperaturwärme aus Fernwärmenetzen oder Blockheizkraftwerken Kaltwasser für die Klimatisierung und Kühlung von Gebäuden liefern. An Stelle von hochwertigem Strom als Antrieb der etablierten Kompressionskältetechnik, dient in Absorptionskälteanlagen Niedertemperaturwärme als Antrieb – also ein Energieträger mit geringem Exergiegehalt, der durch Kraft-Wärme-Kopplung mit vergleichsweise geringem Primärenergieeinsatz bereitgestellt werden kann.


Der thermodynamische Sorptionskreislauf mit dem Kältemittel Wasser (R718) und dem Sorbens wässrige Lithiumbromidlösung unterliegt jedoch gewissen Einschränkungen bezüglich der drei Temperaturniveaus von Kalt-, Kühl- und Heißwasser. Durch die direkte Integration eines Turboverdichters in den Sorptionskreislauf und eine optimierte Prozessführung können diese Grenzen der Absorptionstechnik umgangen und somit weitere Einsatzgebiete ermöglicht werden. Schwerpunkt dieser Arbeit ist die Untersuchung und Optimierung des Wärmepumpen-Kreislaufs und die technische Demonstration der Machbarkeit einer solchen Hybridanlage. Dabei wird das Systemkonzept für die Anwendungen als Kältemaschine mit Antrieb durch Fernwärme bzw. Solarwärme und als Wärmepumpe für die Gebäudeheizung analysiert.


Hauptziele:

  • Analyse möglicher Kreislaufkonzepte und deren Effizienzoptimierung
  • Auslegung und Aufbau eines Teststandes sowie Funktionsmusters einer Hybridkälteanlage
  • Messtechnische Auswertung und Evaluierung des Anlagenbetriebs für unterschiedliche Einsatzzwecke


Fließbild einer Absorptionskälteanlage mit integrierten Turboverdichtern zwischen Verdampfer und Absorber oder (alternativ) Generator und Kondensator
Fließbild einer Absorptionskälteanlage mit integrierten Turboverdichtern zwischen Verdampfer und Absorber oder (alternativ) Generator und Kondensator