Projekt

Ziel des Projektes ist es, industrielle Kälteerzeugung mit Dampfstrahlkältemaschine (DSKM) zu realisieren. Der nötige Treibdampf wird mit Parabolrinnenkollektoren erzeugt, die über Wärmeübertrager an die DSKM angeschlossen sind. Im ersten Wärmeübertrager wird der Dampf aus den Parabolrinnen kondensiert und die Wärme wird an einen Heißwasserkreislauf zur Dampferzeugung abgegeben. Das Kondensat wird im zweiten Wärmeübertrager abgekühlt und damit das Speisewasser für den Dampferzeuger vorgewärmt. Die Rückkühlung erfolgt über einen Trockenrückkühler mit Besprühung. 

In der ersten Projektphase wurde eine Reihe von Medien untersucht, die als Treibdampf in den Kollektoren und als Kältemittel dienen können. Als Ergebnis der Analyse wurde Wasser als Treib- und als Kältemittel eingesetzt, die Parabolrinnen wurden mit einem 14%-igen Ammoniak-Wasser-Gemisch betrieben. Die Konstruktion der Kollektoren wurde überarbeitet und in einem Kollektorfeld mit 10 Parabolrinnen getestet. Eine vollautomatisierte DSKM mit einer Kälteleistung von 5 kWth wurde geplant, ausgelegt und angefertigt.

Ein genereller Umweltvorteil der DSKM lässt sich aus der Nutzung von Solarenergie oder Abwärme erzielen, da konventionelle Kühlanlagen bisher fast ausschließlich über Strom betrieben werden.                

Ergebnisse:

• Das Ammoniak-Wassergemisch ist kostengünstig, gewährleistet den Frostschutz, und verfügt über eine hohe Verdampfungsenthalpie sowie eine hohe Wärmekapazität.
• Ein Betrieb der Kollektoren im Nassdampfbereich ist sinnvoller als mit überhitztem Dampf.
• Die tiefer gezogenen Aluminiumsegmente der Kollektoren führt zu einer guten Formtreue der Spiegel.
• Die Edelgasfüllung in den Receivern, in denen die Solarstrahlung in Wärme umgewandelt wird, bewirkt eine signifikante Senkung der Wärmeverluste. 
• Das Kollektorfeld kann mit 200° C Kollektorvorlauftemperatur zuverlässig betrieben werden; zwei Minuten nach Einschalten des Systems wird eine Temperatur von 200° C am Kollektoraustritt erreicht. 
• Beide Anlagenteile – Parabolkollektoren und DSKM – haben sich als funktionstüchtig erwiesen. Einige Komponenten der Parabolrinnen müssen hinsichtlich ihrer Langzeitstabilität optimiert werden.