Kurzfassung

Durch Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlagen (KWK-Anlagen) werden in den Wintermonaten im Unterschied zu konventionellen Kraftwerken energetische Wirkungsgrade bis 90 % erreicht, wohingegen deren Wirkungsgrade in den Sommermonaten wegen der dann nicht nutzbaren Abwärme auf das Niveau konventioneller Kraftwerke (z.B. < 40% in Kohlekraftwerken) abfällt. Daher ist es sehr erstrebenswert aus Abwärme in den Sommermonaten Kälte erzeugen zu können und damit aus KWK-Anlagen,...Durch Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlagen (KWK-Anlagen) werden in den Wintermonaten im Unterschied zu konventionellen Kraftwerken energetische Wirkungsgrade bis 90 % erreicht, wohingegen deren Wirkungsgrade in den Sommermonaten wegen der dann nicht nutzbaren Abwärme auf das Niveau konventioneller Kraftwerke (z.B. < 40% in Kohlekraftwerken) abfällt. Daher ist es sehr erstrebenswert aus Abwärme in den Sommermonaten Kälte erzeugen zu können und damit aus KWK-Anlagen, Kraft-Wärme-Kälte-Kopplungs-Anlagen (KWKK) mit Gesamtwirkungsgraden von bis zu 80 % zu realisieren. Dies gelingt mit Absorptions- oder Adsorptions-Kälteanlagen. Absorptionskälteanlagen verwerten Abwärme wirtschaftlich ab einem Temperaturniveau > 100 °C bei Leistungen > 100 kW wohingegen Adsorptions-Kälteanlagen auch für Abwärme < 100 °C geeignet sind. Ein Entwicklungsbedarf besteht bei kleinen Leistungen < 20 kW in Kombination mit Mikro-Blockheizkraftwerken.
Übergeordnetes Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines funktionsfähigen Prototyps einer Adsorptionskälteanlage kleiner Leistung auf der Basis von Silikagel als Adsorbens und Wasser als Kältemittel, das die Abwärme eines kleinen Hubkolbenmotors (Stirling-Motor) bis zu einer Abgas-Austrittstemperatur von < 60 °C nutzen kann und damit die CO2-Bilanz bei zukünftiger dezentraler Energiebereitstellung kleiner Leistungen deutlich verbessert werden kann.
Die Einzelziele sind:
• Marktstudie zu vorhandenen Adsorptions-Kälte-Anlagen
• Wärmetechnische Auslegung und konstruktiver Entwurf von Einzelkomponenten
• Modellierung der Desorption (und Kondensation) sowie der Adsorption
• Aufbau einer Versuchsanlage mit Austauschmöglichkeiten der Kernkomponenten Verdampfer,
Kondensator Adsorber und Desorber, sowie Optimierung des internen Wärmeaustauschs
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