Praxisbeispiel: Kälteerzeugung mit Kältemaschinen

In der unternehmerischen Praxis treffen energieeffiziente Technologien häufig auf vergleichbare Bedingungen innerhalb einzelner Branchen. Auch bei der Vermeidung, Nutzung oder Verstromung von Abwärme lassen sich so erfolgreiche Praxislösungen oft auf weitere Unternehmen übertragen.

Der Hintergrund

Besteht kein Wärmebedarf im Unternehmen oder kann der vorhandene Wärmebedarf nicht sinnvoll aus Abwärme gedeckt werden, kann neben Wärme auch Kälte aus Abwärme erzeugt werden. Die sorptionsbasierten Verfahren der Kälteerzeugung basieren auf einer reversiblen Anlagerung eines Arbeitsmittels an ein Sorptionsmittel. Je nachdem, ob die Anlagerung an ein flüssiges oder festes Medium erfolgt, werden Absorptions- und Adsorptionskältemaschinen unterschieden. 

Absorptionskältemaschinen arbeiten mit Abwärmetemperaturen im Bereich von etwa 80 bis 160 °C und erreichen je nach Abwärmetemperatur, Stufigkeit der Kältemaschine und eingesetztem Kälte-/Sorptionsmittel Temperaturen von 5 °C (beimStoffpaar Wasser – Lithiumbromid) bis zu Temperaturen unter 0 °C (beim Stoffpaar Ammoniak – Wasser). 

In Adsorptionskältemaschinen wird als Kältemittel häufig Wasser eingesetzt, das an einen Feststoff wie Silikagel oder Zeolith reversibel gebunden wird. Die typischen Antriebstemperaturen von Adsorptionskältemaschinen liegen tiefer als die minimalen Antriebstemperaturen für Absorptionskältemaschinen und werden mit 60 bis 95 °C angegeben.

Die Anwendung: Kälte erzeugen aus der Abgaswärme eines BHKW

Die Molkerei Gropper ist ein inhabergeführtes Unternehmen mit Sitz in Bissingen, das mit ca. 500 Beschäftigten, Milch und Milcherzeugnisse sowie Fruchtsaftgetränke herstellt. Die Molkerei betreibt seit 2012/2013 zwei Erdgas-Blockheizkraftwerke (BHKW). Sie stellen Strom sowie Wärme für thermische Prozesse in der Produktion bereit.

Die Abgaswärme der BHKW wird zur Speisewasservorwärmung und Dampferzeugung genutzt. Die restliche Abgaswärme und die Motorkühlwärme der BHKW werden zusätzlich zum Betrieb von zwei Ammoniak/Wasser-Absorptionskälteanlagen eingesetzt. Diese erzeugen je nach Jahreszeit zwischen 500 und 800 kW Kälte, das entspricht jährlich 9,6 GWh. Das Unternehmen erzielt mit diesem Prozess Einsparungen von 515.000 Euro im Jahr. Insgesamt erzeugen die BHKW aus 86 GWh Erdgas 34 GWh Strom, 19 GWh Dampf und 9,6 GWh Kälte. 

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