Trigeneration – Kälte aus der Wärme einer KWK-Anlage

Bei der herkömmlichen Kraft-Wärme-Kopplung entstehen Strom und Wärme. Wird ein Teil der Wärme einer Absorptionskältemaschine zugeführt, kommt ein dritter nutzbarer Energieträger hinzu: Kälte. Deshalb heißt die Kombination aus Strom-, Wärme- und Kälteerzeugung Trigeneration.

Wie funktioniert Kälteerzeugung ohne großen elektrischen Verdichter?

Eine Absorptionskältemaschine nutzt Wärme, um den Kältemittel-Absorptionsmittel-Kreislauf anzutreiben. Bei häufig eingesetzten Bauarten ist Wasser das Kältemittel und Lithiumbromid das Absorptionsmittel. Strom wird weiterhin für Pumpen und Ventilatoren benötigt; die wichtigste Energiezufuhr für die Kälteerzeugung ist jedoch Wärme.

Wo wird Kälte benötigt?

• Kühlhäuser und Lebensmittellager
• Molkereien, Schlachthöfe und Lebensmittelindustrie
• Prozesskühlung für Maschinen oder Prozesswasser
• Klimatisierung größerer Gebäude
• Standorte mit sommerlichem Überschuss an KWK-Wärme

Das Temperaturniveau der Wärme muss zur Maschine passen

Absorptionsverfahren benötigen je nach Bauart unterschiedliche Eingangstemperaturen. Deshalb sollte eine Kältemaschine nicht allein nach der gewünschten Kälteleistung ausgewählt werden. Zuerst sind Temperatur, Volumenstrom und verfügbare Wärmeleistung der KWK-Anlage sowie die Bedingungen am Kühlturm oder einer anderen Rückkühlung zu prüfen.

Beispiele für Hersteller

• Thermax bietet heißwasserbetriebene Absorptionskältemaschinen an, die sich für die Einbindung in KWK-Anlagen sowie die Nutzung von Solarwärme und industrieller Abwärme eignen.
• Yazaki Energy stellt wasserbetriebene Absorptionskältemaschinen her, die ausdrücklich mit Kraft-Wärme-Kopplung und anderen Abwärmequellen eingesetzt werden.
• BROAD bietet Absorptionsanlagen und CCHP-Referenzen, bei denen Abgaswärme, Motorkühlwasser oder Heißwasser aus Energieanlagen genutzt werden.

Im Sommer liegt häufig der größte Nutzen

Eine Siedlung oder ein Gewächshaus kann im Winter viel Wärme abnehmen, im Sommer dagegen fast keine. Befindet sich am selben Standort ein Kühlhaus oder ein Prozess mit Kältebedarf, kann die Trigeneration die jährlichen Stunden sinnvoller Wärmenutzung deutlich erhöhen. Das ist häufig wichtiger als der Nennwirkungsgrad der Kältemaschine allein.

Was gehört zur Planung einer Anlage?

Neben der Kältemaschine müssen Wärmetauscher, Pumpen, Kalt- und Wärmespeicher, Kühlturm oder Trockenkühler, Wasseraufbereitung, Regelung und ein elektrisches Reservekühlsystem ausgelegt werden. Die Anlage muss auch dann stabil laufen, wenn die KWK-Anlage nur mit Teillast betrieben wird.