Funktionsweise
Ammoniak-Absorptionskühlung
Prinzip der Ammoniak-Absorptionskühlung
Kühlung bedeutet, Wärme aus einem System zu entziehen, um seine Temperatur zu senken. In vielen modernen Industrieanlagen übernehmen mechanische Kompressoren diese Aufgabe – ein Verfahren, das stark von Strom abhängig ist. Eine bewährte und zugleich zukunftsorientierte Alternative ist die Ammoniak-Absorptionskühlung. Sie nutzt Wärme als Energiequelle und setzt auf die herausragenden Eigenschaften von Ammoniak, einem besonders effizienten, natürlichen Kältemittel.
Im Kern ersetzt ein thermochemischer Kreislauf den klassischen Kompressor. Zwei Arbeitsstoffe kommen dabei zum Einsatz: Ammoniak, das für den Kühleffekt sorgt, und Wasser, das den Ammoniakdampf bei niedrigem Druck aufnimmt. Auf diese Weise wird die mechanische Verdichtung durch einen cleveren Absorptionsprozess ersetzt. Die dafür benötigte Energie wird direkt als Wärme zugeführt – thermische Energie wird so effizient in Kälte umgewandelt.
Mit dieser Technologie lassen sich nicht nur Energieeffizienz und Nachhaltigkeit steigern, sondern auch Stromspitzen vermeiden – ideal für moderne Industrieanlagen, die auf intelligente und ressourcenschonende Lösungen setzen.
How the absorption cycle works
Der Ammoniak-Absorptionskältekreislauf basiert auf der Wechselwirkung zwischen einem Kältemittel, Ammoniak, und einem Absorptionsmittel, Wasser. Ammoniak verdampft bei niedrigem Druck und nimmt dabei Wärme aus dem zu kühlenden System auf, wodurch die Erzeugung von Kälte bei sehr niedrigen Temperaturen bis zu -70 °C ermöglicht wird.
Der Ammoniakdampf wird anschließend von einer Wasser-Ammoniak-Lösung absorbiert. Dieser Prozess setzt Wärme frei, die abgeführt werden muss, um einen stabilen Betrieb zu gewährleisten.
Die ammoniakreiche Lösung wird danach erhitzt, um Ammoniak vom Wasser zu trennen. Dieser Schritt, der durch eine Wärmequelle angetrieben wird (häufig diejenige, die man zurückgewinnen möchte), regeneriert das Kältemittel ohne den Einsatz mechanischer Verdichtung.
Das Ammoniak wird anschließend kondensiert und entspannt, bevor ein neuer Kältekreislauf beginnt. Dank dieses Prinzips wandelt die Absorptionskälteanlage thermische Energie effizient in Kälteleistung um und benötigt dabei nur sehr wenig elektrische Energie.
Vorteile der Ammoniak-Absorptionskühlung
Die Ammoniak-Absorptionskühlung bietet zahlreiche Vorteile. Ammoniak ist ein natürliches Kältemittel, das die Ozonschicht nicht zerstört und keinen Treibhauseffekt verursacht. Durch seinen sehr niedrigen Siedepunkt können mit dem System besonders tiefe Kühltemperaturen bis zu -70 °C erreicht werden. Der Verzicht auf einen mechanischen Kompressor reduziert Reibung, Lärm und Verschleiß, was die Zuverlässigkeit und Lebensdauer der Anlage erhöht.
Darüber hinaus bietet der charakteristische Geruch von Ammoniak einen zusätzlichen Sicherheitsvorteil, da jede Leckage sofort wahrgenommen werden kann.
Die Effizienz eines Absorptionskühlsystems wird durch den Leistungskoeffizienten (COP) beschrieben – das Verhältnis von erzeugter Kühlleistung zur zugeführten thermischen Energie im Desorber. Dieser Wert hängt insbesondere von der Temperatur der Wärmequelle, der Temperatur des Kühlsystems und der Verdampfungstemperatur ab. Aufgrund der großen Temperaturdifferenzen zwischen den heißen und kalten Bereichen des Systems ist der COP oft sehr hoch.
Der elektrische Energiebedarf, der vor allem auf den Betrieb der Lösungspumpe entfällt, macht nur einen sehr kleinen Teil des Gesamtenergiebedarfs aus und hat einen nur marginalen Einfluss auf die Gesamteffizienz des Systems.