Sorptions-Verdampfer für Siedetemperaturen unter 0°C (SubSie) - Gasgefeuerte Absorptions-Luftwärmepumpe mit optimierten Wärmetauschergeometrien - GALuWap

Abstract

Ziel und Ergebnisse: Das Projekt GALuWap verfolgte das Ziel, den Gefrierpunkt des Kältemittels Wasser deutlich zu senken, um es in Absorptionswärmepumpen effizient bei Temperaturen unter 0°C zu nutzen, beispielsweise um Luft als Umweltwärmequelle zu nutzen. Betrieb unter 0 °C: Durch Zugabe von Lithiumbromid zum Kältemittel konnte Wasser bis -17 °C betrieben werden.

Leistung von bis zu 35 kW bei 0 °C Verdampfer-Eintritt. Wärmeverhältnis ζ ≈ 0,73, niedrige Antriebstemperatur von 60 °C geeignet für Abwärmenutzung. Verbesserungsbedarf besteht beim filmseitigen Wärmeübergang (derzeit 850 W/m²·K).

Stoffdaten und Unsicherheiten:

Stoffdaten unterhalb 0 °C wurden umfassend gemessen. Abweichungen der berechneten Stoffwerte lagen bei ca. 10 %.

Technische Innovationen:

Fallfilm-Plattenwärmeübertrager wurden mit neuen Strukturen entwickelt, die eine verbesserte Benetzung und Wärmeübertragung ermöglichen. Kapillarstrukturen zeigten experimentell gute Ergebnisse: bis zu 1,8 kW/(m²·K) bei Wasserverdampfung. Eine Kombination aus Wärmeübertrager und Druckbehälter senkt Bauraum und Kosten.

Systemeinsatz und Perspektiven:

Eine gasbefeuerte Absorptionswärmepumpe mit bis zu 110 kW Heizleistung wurde konzipiert. Nutzung von Abwärme zur Kälteerzeugung bietet wirtschaftliches und ökologisches Potenzial. Gasnutzung zur Raumheizung wird kritisch gesehen; elektrische Wärmepumpen sind langfristig vorteilhafter.

Empfehlungen:

Weiterentwicklung des Systems wird empfohlen, insbesondere zur Automatisierung und Marktreife. Fertigung in Europa, könnte Wertschöpfung und Umweltschutz fördern. Im Kontext gesetzlicher Vorgaben (Abwärmenutzungspflicht ab 2025) gewinnt die Technologie an Relevanz.