Foto: Wohnhaus der SolarCity

Solare Kühlmaschine mit einer Leistung von 2 kW

Entwickung und Bau des Prototyps einer Kühlmaschine mit einer Kühlleistung von ca. 2 kW, Test und Optimierung am Prüfstand, Anschluß an eine Solaranlage und Verwendung zur Raumkühlung

Inhaltsbeschreibung

Status

abgeschlossen

Kurzfassung

Laut einer EU-Studie zum Thema "Energieeffizienz bei Raumklimageräten" nimmt der Trend zu Raumklimageräten europaweit stark zu. 1996 waren im gesamten EU-Raum rund 7,4 Millionen Raumklimageräte im Einsatz. Das entspricht einem Gesamtenergieverbrauch von 11 TWh - oder dem Stromverbrauch von rund drei Millionen österreichischen Haushalten. Die Studie geht davon aus, dass bis zum Jahr 2020 sogar rund 33 Millionen Raumklimageräte in Betrieb sein werden. Sofern bis dahin keine effizienzpolitischen Maßnahmen gesetzt werden, wird der durch Raumklimageräte verursachte Gesamtenergieverbrauch 2010 rund 28,3 TWh betragen und bis 2020 auf 43,9 TWh ansteigen.

Das von Dr. Gerhard Kunze entwickelte und patentierte Absorptionskühlverfahren stellt einen Technologievorsprung in der Kühltechnologie dar, da es gegenüber dem bekannten und millionenfach verwendeten Kühlprinzip nach Platen Munters ("Elektrolux Kühlschränke") einen entscheidenden Vorteil hat:

  • während die Wärmeenergie, mit der der Platen Munters Prozess betrieben wird, bei Temperaturen von rund 150 Grad bereitgestellt werden muss, kann der durch Dr. Kunze abgewandelte Prozess bereits bei Zuführung von Wärme auf einem Temperaturniveau von rund 75 Grad Kälte liefern.

Damit eröffnen sich im Bereich der Raumkühlung sowie für viele weitere Anwendungen (z.B. Lagerhallen, Kühlhäuser, ...) völlig neue Möglichkeiten, insbesondere

  • die Verwendung von Solarenergie aus konventionellen Flachkollektoren,
  • die Nutzung von Abwärme auf einem relativ niedrigen Temperaturniveau.

Als besonders interessantes Marksegment für den Einsatz der Technologie bieten sich Niedrigenergiehäuser an, in denen sehr häufig Solaranlagen (mit ungenützten Überschüssen im Sommer) und kontrollierte Lüftungsanlagen vorhanden sind. Durch das zusätzliche Komfortangebot der Kühlung im Sommer kann die Akzeptanz für die kontrollierte Belüftung wesentlich verbessert werden.

Die wichtigsten Vorteile der neuen Technologie sind:

  • Als Energiequelle können Heißwasser oder Heißluft mit ca. 75°C dienen, weshalb sich das System besonders zur Verwendung in Kombination mit Solarkollektoren eignet, da deren Wirkungsgrad bei niedrigen Temperaturen am größten ist.
  • Es ist leicht in bestehende Hausenergiesysteme integrierbar
  • Kühltemperaturen bis -30°C können erzeugt werden
  • Hoher Wirkungsgrad (30-70%, je nach der gewünschten Kühltemperatur)
  • Keine FCKW oder CO2 Emissionen
  • Vielfältige Einsatzmöglichkeiten - überall, wo derzeit mit dem konventionellen Platen Munters Prozess gekühlt wird, kann auch die SolarFrost Technologie zum Einsatz kommen. (Einige Beispiele: Raumkühlung, Kühlboxen für Impfstoffe, Kühlhäuser für Fischereiprodukte, Lagerhallen für landwirtschaftliche Produkte)
  • Einfaches System, ohne komplizierte Regelinstrumente
  • Keine beweglichen Teile: Keine Abnützung, kein Geräusch
  • Geringer Wartungsbedarf, minimale Servicearbeiten (nur Rostschutz)
  • Baugröße und Herstellungskosten entsprechen in etwa den bei herkömmlichen Wasser-Ammoniak-Absorptionskühlsystemen - sehr flexibel, kostengünstig

Nachdem die patentierte Kühlmaschine in einer Experimentalanlage mit einer Kühlleistung von ca. 200 W bereits erfolgreich funktioniert, wird im Rahmen des Projekts

  • ein Prototyp mit einer Kühlleistung von ca. 2 kW entwickelt,
  • am Prüfstand getestet und optimiert,
  • in Verbindung mit einer Solaranlage betrieben und getestet
  • und schließlich zur Raumkühlung verwendet werden.

Das Forschungsprojekt wird in enger Zusammenarbeit mit der Firma SOLID durchgeführt.

Wirtschaftliche Bedeutung

Solare Kühlung ist ein zentrales Thema für nachhaltige Energiepolitik.

In Österreich wurde im Laufe des Jahres 1999 die 2 Millionen Quadratmetermarke an insgesamt installierter Fläche thermischer Sonnenkollektoren überschritten. Somit wird im Vergleich der Mitgliedsstaaten der Europäischen Union eine Spitzenstellung bei der Sonnenenergienutzung erreicht. Rund 27% dieser installierten Kollektorfläche kommen für die Schwimmbeckenerwärmung zum Einsatz, die restlichen 73% der Kollektorfläche werden fast ausschließlich zur Warmwasserbereitung sowie zur Warmwasserbereitung und Heizungsunterstützung in Ein- und Zweifamilienhäusern verwendet.

In Ländern mit heißem Klima ist der größte Teil der Stromrechnung der für Kühlung. Solare Kühlung ist bereits seit der Energiekrise in den 70er Jahren Forschungsthema. Trotzdem konnte bisher kein wesentlicher Fortschritt erzielt werden, solare Kühlung war im Vergleich zu konventionellen Methoden zu teuer.

Insofern bedeutet die Erfindung von Dr. Gerhard Kunze einen Meilenstein und einen entscheidenden Technologiesprung im Bereich der Kühltechnologie.

Über die homepage www.solarfrost.com haben bereits über 150 Unternehmen Interesse an der Technologie gezeigt - darunter

  • Unternehmen wie Austria Email, SOLID, F.M. Zumtobel Holding & Consulting GmbH, Dometic (vormals Electrolux), Borosil Glass Works Ltd. (die größte indische Glasfabrik, produzieren auch Solarkollektoren) etc.,
  • NGOs wie z.B. Greenpeace International,
  • Internationale Forschungsinstitute und Universitäten.

Die Weitergabe und Verbreitung der SolarFrost Technologie soll mit Hilfe der in von uns organisierten Workshops geschulten Techniker und dem daraus hervorgehenden Netzwerk erfolgen.

Projektbeteiligte

Projektleiter: Dr. Gerhard Kunze
SolarFrost Forschung Dr. Kunze OEG
Partner:

DI Ernst Meissner
SOLID Gesellschaft für Solarinstallation und Design GmbH

Kontakt

Dr. Gerhard Kunze
SolarFrost Forschung Dr. Kunze OEG
Wiener Straße 69
A-3002 Purkersdorf
Tel.: +43 (2231) 61812
Fax: +43 (2231) 61832
E-Mail: gkunze@aon.at

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