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Hocheffiziente Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung für Industrie und Gewerbe

Im Rahmen des Vorhabens entwickelt das Kompetenzzentrum für Kraft-Wärme-Kopplung (KoKWK) in Kooperation mit dem Standort Garching des Zentrums für Angewandte Energieforschung Bayern e.V. (ZAE) ein Gesamtsystem für eine hocheffiziente Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung, bestehend aus einem Blockheizkraftwerk (BHKW) und einer zwei-/einstufigen Absorptionskältemaschine (AKM). Durch die Kopplung beider Systeme ergeben sich sowohl primärenergetische und ökologische als auch wirtschaftliche Vorteile. Die in diesem Projekt entwickelte Systemkonfiguration aus BHKW und AKM ermöglicht folgende Eigenschaften:

  • Elektrische Leistung 20 kW
  • Wärmeleistung (Heizbetrieb) 40 kW
  • Kälteleistung (Kühlbetrieb) 36 kW
  • Teillastfähigkeit 25…100 %
  • Gleitende Umschaltung zwischen Heizen und Kühlen

Es wird eine innovative Absorptionskältemaschine eingesetzt, welche eine Steigerung der Kälteleistung um 30% gegenüber der bisher eingesetzten Technik erlaubt. Diese Wirkungsgradsteigerung wird ermöglicht durch eine getrennte Auskopplung der Hoch- und Niedertemperatur-Wärmeströme aus dem BHKW, was zu exergetischen Vorteilen führt.

Die Absorptionskältemaschine erhöht die jährliche Ausnutzung des Blockheizkraftwerks da, neben dem wärmeorientierten Betrieb im Winter, im Sommer Klima- oder Prozesskälte bereitgestellt werden kann. Diese Laufzeitverlängerung verbessert den wirtschaftlichen Betrieb von Blockheizkraftwerken im kleinen Leistungsbereich. Durch die Entwicklung eines aufeinander abgestimmten Komplettsystems wird die Anwendung von Kraft-Wärme-Kälte-Systemen erleichtert.

In der ersten Phase soll ein funktionsfähiger Prototyp entwickelt werden. Dabei ist das ZAE für die Entwicklung der AKM zuständig, das KoKWK übernimmt nimmt die Kopplung mit dem BHKW sowie die Erprobung des Prototypen im KWK-Technikum am Standort Amberg.

Die neu entwickelte Technologie soll in einer Vielzahl von unterschiedlichen industriellen und gewerblichen Anwendungen (Hotel, Rechenzentrum, Krankenhaus, Bürogebäude, Kühlung von Werkzeugmaschinen) eingesetzt werden können, bei denen neben der Lieferung von Strom und Heizwärme auch der Gebäudekältebedarf zu decken ist. Durch das Angebot einer ideal an die Daten der KWK-Anlage angepassten Kältemaschine werden die Marktchancen für Kraft-Wärme-Kälte-Kopplungssysteme entscheidend gestärkt. Dies soll durch Feldtests in einer möglichen zweiten Phase nachgewiesen werden.

Ansprechpartner KoKWK:

M.Eng. Andreas Röll 

Fakultät Maschinenbau / Umwelttechnik
Telefon: +49 9621 482-3439
a.roell@oth-aw.de

Ansprechpartner ZAE:

Dipl.-Ing. Christian Wuschig

Bereich Energiespeicherung
Telefon: +49 89 329442-44
Christian.Wuschig@zae-bayern.de

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