Abwärmenutzung bei der Deponiegasverwertung in Gasmotoren

Adsorptionsk¨ltemaschinen (AdKM) werden heute haupts¨chlich in der Geb¨udeklimatia a a sierung eingesetzt. Das Funktionsprinzip soll am Beispiel der Desiccative-and-EvaporativeCooling-Adsorptionsk¨ltemaschine (DEC-AdKM) erkl¨rt werden (Abbildung 3.3). a a Die Zuluft wird uber Sorptionsmaterial wie ¨ Zeolith geleitet. Dabei wird sie entfeuchtet und erw¨rmt. Nachdem die nun trockene Luft in a einem W¨rmetauscher abgek¨hlt wurde, wird a u Wasser einged¨st. Dieses Wasser verdunstet und u entzieht der Luft dabei W¨rme. Die Luft k¨hlt a u ◦ ab, im Extremfall bis auf ca. 5 C. Diese kalte und befeuchtete Luft kann nun in das Geb¨ude a geleitet werden. Das Sorptionsmaterial wird entBefeuchtung weder kontinuierlich (Radanordnung) oder charBeheizung genweise getrocknet. Ein ¨hnliches Prinzip kann a Abb. 3.3.: Prinzip einer DEC-Adsorp- angewandt werden, wenn statt des festen Adsorbens ein fl¨ssiges Adsorbens einged¨st wird u u tionsk¨ltemaschine a [43]. Zum Trocknen des Sorptionsmaterials kann Quelle: Baumann.: K¨ lteversorgung, www.unics. Niedertemperaturw¨rme zwischen von 50◦ C bis a a uni-hannover.de/nhk1baum [10]. ◦ 150 C eingesetzt werden. Es existiert ein zweites Verfahren, adsorptive Prozesse zur K¨lteerzeugung zu nutzen. a Ein sehr stark hygroskopischer Stoff, wie etwa Zeolith, wird in einem Container getrennt von Wasser gelagert. Das System ist evakuiert, um die Siedetemperatur des Wassers abzusenken. Das verdunstende Wasser entzieht dem verbleibenden Wasser die ben¨tigte Vero dampfungsenthalpie. Nachdem das Verbindungsventil zwischen beiden Beh¨ltern ge¨ffnet a o wurde, l¨sst das Zeolith das Wasser im Extremfall so schnell verdunsten, das das verbleia bende Wasser an der Oberfl¨che gefriert. Der Zeolithcontainer muss gek¨hlt werden. a u Vorteile der AdKM sind niedrige Antriebstemperaturen und eine einfache Technik bei relativ geringen Investitionskosten. Nachteilig sind die hohen minimal erreichbaren Temperaturen. Nur DEC-Systeme ben¨tigen keine R¨ckk¨hlung, da die W¨rme mit dem Abo u u a luftstrom abgef¨hrt wird. u 3.1.3. Dampfstrahlk¨ltemaschine a [...]

Absorptionsk¨lteanlagen k¨hlen durch Verdampfen eines K¨ltemittels. Das K¨ltemittel a u a a entzieht die daf¨r notwendige W¨rme dem K¨ltekreislauf (K¨lte Output). Im Absorber u a a a wird das gasf¨rmige K¨ltemittel dann in einer Sole gel¨st. Dabei wird L¨sungsw¨rme und o a o o a die zuvor aufgenommene Verdampfungsenthalpie frei. Diese W¨rme muss durch ein K¨hla u system abgef¨hrt werden. Vom Absorber wird die L¨sung in den Austreiber gepumpt, wo u o unter Zufuhr von W¨rme das K¨ltemittel wieder verdampft. Der Dampfdruck des L¨semita a o tels muss entsprechend geringer als der K¨ltemitteldampfdruck sein. Das aufkonzentrierte a L¨semittel wird zur¨ck in den Absorber geleitet. Das gasf¨rmige K¨ltemittel gelangt dao u o a nach in den Kondensator, wo es kondensiert. Die dabei anfallende W¨rme wird uber den a ¨ K¨hlwasserkreislauf abgef¨hrt. Im fl¨ssigen Zustand erreicht das K¨ltemittel erneut den u u u a Verdampfer und der Kreisprozess beginnt von neuem. Bei Absorptionsk¨ltemaschinen (AbKM) kann das Arbeitsmittelpaar in Abh¨ngigkeit a a von der Antriebstemperatur und dem angestrebten K¨ltetemperaturniveau gew¨hlt wera a den. Bis zu einer Zieltemperatur von etwa 6◦ C kommen Wasser-Lithiumbromid-AbKM zum Einsatz; unterhalb dieser Grenztemperatur wird mit Ammoniak-Wasser gearbeitet. Aufgrund der geringen Dampfdruckdifferenz ist dann eine zus¨tzliche Rektifikation nach a dem Austreibungsprozess notwendig. Mit Ammoniak-Wasser-AbKM k¨nnen Zieltemperao ◦ turen von −50 bis − 60 C erreicht werden. Daf¨r m¨ssen aber Antriebstemperaturen von u u einigen hundert Grad zur Verf¨gung stehen. u Absorptionsk¨lteanlagen sind bew¨hrte Aggregate und werden heute vielf¨ltig eingea a a setzt. Es gibt zahllose Referenzanlagen. Wegen der niedrigen Leistungszahlen (COP etwa [...]

Metallhydridspeicher sind f¨r die W¨rmespeicherung heute nicht im Gebrauch. Der deutu a sche Markt wird von der Firma GfE (N¨rnberg) dominiert. GfE ist, laut eigener Aussau ge, in der Lage, entsprechende Hochtemperatur-Niedertempemperatur-Speicher zu bauen. Aufgrund der extrem hohen Preise werden diese aber nicht standardm¨ßig am Markt angea boten. Magnesiumhydrid ist zu Preisen von etwa 60 DM pro Kilogramm verf¨gbar [32]; zu u teuer, um W¨rmespeicherung wirtschaftlich sinnvoll zu realisieren. Obwohl es einige Vera suche gab, ist die großtechnische Anwendung bislang ausgeblieben [36]. Im Rahmen eines vom Bundesministerium f¨r Bildung, Wissenschaft, Forschung und Technologie gef¨rderu o ten Projektes wurde die technische Machbarkeit eines solchen W¨rmespeichers nachgea wiesen [31]. Momentanes Einsatzgebiet von Metallhydriden ist die Wasserstoffspeicherung, haupts¨chlich in gr¨ßeren mobilen Anwendungen wie Brennstoffzellen-Booten und Autoa o mobilen. Im Zuge des sich in den letzten Jahren entwickelnden Interesses an Brennstoffzellen sind auch Entwicklungen auf dem Gebiet der Wasserstoffspeicherung zu erwarten, die m¨glicherweise diese Technologie in Zukunft auch f¨r die W¨rmespeicherung interessant o u a machen. Die vergleichsweise hohe Energiedichte und die hohen erreichbaren Temperaturen der Metallhydridspeicher sind Vorteile gegen¨ber anderen W¨rmespeicherverfahren. u a [...]