TGA Klimatechnik

TGA Ausgabe 07-2007
Sorptionsgestütztes Klimagerät

Salzlösung entfeuchtet

Abb 1
Pilotanlage zur sorptionsgestützten Klimatisierung auf der ­Basis konzentrierter Lithiumchlorid-Lösung. In einem gemeinsamen Projekt des Fraunhofer Instituts für solare Energie­systeme und Menerga läuft sie schon über drei Jahre.

Menerga hat jetzt nach mehrjähriger ­Entwicklungsarbeit ein neuartiges ­Zentralklimagerät zur Serienreife geführt, das die Luftbehandlungsfunktionen ­Kühlung und Entfeuchtung vollkommen trennt. Besonders interessant: Der Regenerationsprozess für die zur ­Entfeuchtung eingesetzte Salzlösung ­begnügt sich mit einem solartauglichen Temperaturniveau und kann zudem ­zeitlich getrennt erfolgen.

Der besondere Trick der sorptionsgestützten Klimatisierung ist die Trennung der Luftbehandlungsfunktionen Kühlen und Entfeuchten. Dadurch laufen die Prozesse auf einem höheren Temperaturniveau ab, auf einen energieaufwendigen Kaltwasserkreislauf mit taupunktunterschreitendem Temperaturniveau kann verzichtet werden. Bereits seit einigen Jahren nach diesem Prinzip gebaute Anlagen basieren meistens auf festen Sorbentien und rotierenden Sorptionsrädern. Diese Technik hat zwei Nachteile: Sorption und Regeneration (im Ab- oder Prozessluftvolumenstrom) laufen parallel ab und eine Rückübertragung von Gerüchen kann auftreten.

Beide Nachteile existieren bei dem von Me­nerga entwickelten Entfeuchtungsprozess mit Absorption an einer konzentrierten, stark hygroskopischen Lithiumchlorid-Lösung nicht. Dabei findet der Absorptionsprozess (der feuchten und warmen Außenluft) an der Oberfläche eines Rieselfilms statt. Die Strömungsgeschwindigkeit der Luft in dem mit Füllkörpern bestückten Absorber ist dabei so niedrig, dass ein Übertrag der Rieselflüssigkeit in den Luftstrom verhindert wird. Für zusätzliche Sicherheit sorgt ein Tropfenabscheider. Bei dem Prozess wird die Verdampfungswärme der absorbierten Luftfeuchtigkeit frei und mit der verdünnten Sole (Wärmenutzung möglich) und mit der getrockneten Luft abgeführt. Letztere wird mittels indirekter Verdunstungskühlung im Abluftstrom und einem Luft/Luft-Plattenwärmeübertrager mit geringem Energieaufwand gekühlt.

Wenngleich Entfeuchten und Kühlen getrennt ablaufen, erfolgt Menerga-typisch die Regeneration der Salzlösung innerhalb des Zentralklimageräts. Dazu wird jedoch nicht die Abluft genutzt, die durch die Verdunstungskühlung bereits eine hohe Feuchtigkeit aufweist, sondern Prozessaußenluft. Als Wärmequelle kommen Abwärme aus KWK-Anlagen, Solarthermie, Abwärme aus Produktionsprozessen und Fernwärme in Betracht. Ideal einsetzten lässt sich Solarthermie, weil die Anlagen genau dann am meisten Wärme liefern, wenn auch der Wärmebedarf für die Klimatisierung am größten ist. In der Kombination mit einer KWK-Anlage kann deren Abwärme im Winter zur Heizung und im Sommer zur Kühlung verwendet werden. Die niedrigen Regenerationstemperaturen von 55 bis 65 °C ermöglichen auch den Betrieb in Fernwärmenetzen mit im Sommer abgesenkter Vorlauftemperatur sowie die Einhaltung üblicher Rücklauftemperaturen.

Eine weitere Besonderheit ist die Möglichkeit der diskontinuierlichen Fahrweise, wodurch der Klimatisierungsbedarf und das Angebot kostengünstiger Wärme nicht unmittelbar zusammenfallen müssen. Die regenerierte Salzlösung wird in externe Kunststofftanks gepumpt und ist dort verlustfrei speicherfähig. Dr.-Ing. Jürgen Röben, Geschäftsführer von Menerga: „Mit der sorptionsgestützten Klimatisierung füllen wir eine Lücke in unserem Angebot energieeffizienter Zentralklimageräte für die Fälle, in denen kostengünstige Wärme als Antriebsenergie zur Verfügung steht.“ Jochen Vorländer

Inhaltsübersicht

  1. Teil: Salzlösung entfeuchtet
  2. Teil: Freiburg als Testumgebung
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