Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung

Vorteile einer KWKK-Anlage

  • Die für die Absorbtionskälteanlage benötigte Wärme wird durch das BHKW geliefert.
  • Dadurch erhöht sich u.a. die Laufzeit des BHKW, was wiederum eine erhöhte Stromproduktion zur Folge hat.
  • Eine KWKK-Anlage hat nur einen geringen Bedarf an elektrischer Energie.
  • Verwendung von Wasser als Kältemittel.

Wirtschaftlichkeit und Kosten

Beispielrechnung Industrie: Kunststoffbearbeitung

Betriebskosten KWKK-Anlage pro Jahr

BHKW: 100 kWel
Absorber: 100 kW Kälte
Raumheizung und Maschinenkühlung über KWKK-System

Erträge pro Jahr
eingesparter Stromeinkauf: 138.000 €
Boni und Erstattungen: 40.408 €
Einsparung Stromkosten für Kälte aus Kompressor: 59.200 €
Betriebskosten KWKK-Anlage pro Jahr
Brennstoffkosten: 78.960 €
Wartungskosten: 42.115 €
ENERGIEKOSTENSENKUNG PRO JAHR: 116.533 €

Beispielrechnung Bürogebäude 6.000m²

Betriebskosten KWKK-Anlage pro Jahr

BHKW: 50 kWel
Absorber: 60 kW Kälte
Heizung, Serverraumkühlung und Klimatisierung über KWKK-System

Erträge pro Jahr
Erträge aus Strom-, Wärme- und Kälteproduktion: 95.640 €
Boni und Erstattungen: 20.817 €
Einsparung Stromkosten für Kälte aus Kompressor: 10.640 €
Betriebskosten KWKK-Anlage pro Jahr
Brennstoffkosten: 30.775 €
Wartungskosten: 17.052 €
ENERGIEKOSTENSENKUNG PRO JAHR: 79.270 €

Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung (KWKK) basiert auf der Kombination einer KWK-Anlage (BHKW) mit einer wärmegetriebenen Kälteanlage. Dabei wird die vom BHKW produzierte Abwärme in Kälte umgewandelt und in ein gegebenes Kühlsystem weitergeleitet.

Während die Kälteproduktion mit einer elektrisch betriebenen Kompressionskältemaschine den erheblichen Zukauf von Strom erfordert, erfolgt die Produktion von Strom, Wärme und Kälte mit einer KWKK-Anlage dezentral unter Dreifachnutzung des Brennstoffs (z.B. Gas). In Zeiten beträchtlich steigender Strompreise und vergleichsweise geringer Gaspreiserhöhungen sind KWKK-Anlagen also DIE Alternative zur Strompreisexplosion.

Funktionsweise einer KWKK-Anlage

funktionsweise-kwkk

 

Der Generator des BHKW erzeugt aus dem Brennstoff Strom und Abwärme. Der erzeugte Strom wird zum größten Teil vor Ort verbraucht oder in das Stromnetz eingespeist. Geringe Mengen werden für die Pumpen der Kälteanlage verwendet. Die aus den BHKW-Prozessen entstandene Wärme kann in das jeweilige Heizungssystem oder Wärmenetz weitergeleitet werden. Teilweise wird sie jedoch für den Betrieb der Kälteanlage benötigt. KWKK ermöglicht so die effiziente Nutzung von Energieressourcen und kann eine wirtschaftliche Alternative für diejenigen Unternehmen sein, die besonders unter der Last der Energiewende ächzen.

Für eine wirtschaftliche Betriebsweise ist ein Mindestbedarf an Nutz-Kälte nötig!

Funktionsweise von Absorptionskältemaschinen (AKM)

Unsere thermisch angetriebenen Absorptionskältemaschinen basieren auf einer Verdichtung von Wasser mit Lithiumbromid. Dies wird durch einen kombinierten Lösungsmittel- und Kältemittelkreislauf ermöglicht.

funktionsweise-akm

Die elektrisch betriebene Lösungsmittelpumpe wälzt die hygroskopische H2O-LiBr-Lösung um. Im Austreiber wird die schwache Lösung durch Wärmezufuhr über eine Rohrschlange indirekt beheizt. Während die starke Lösung über den Lösungs-Wärmetauscher abgekühlt und in den Lösungsmittelbehälter geleitet wird, verdampft das Wasser aus dem Austreiber. Der Wasserdampf gerät in den Kondensator, wo sich Rohrschlangen mit Kühlwasser befinden. Der Wasserdampf kühlt hier ab und kondensiert. Das salzarme Kondensat wird in den Verdampfer geleitet und dort durch Pumpen im Kreis gefördert und verdüst.

Da die Verdampferkammer mit dem Lösungsmittelbehälter über Rohre verbunden ist und in beiden Kammern starker Unterdruck herrscht, ist die salzreiche LiBr-Lösung bestrebt den Wasserdampf zu absorbieren. Bei dem durch die Absorption hervorgerufenen Unterdruck verdampft das Wasser im Verdampfer bei einer Temperatur von 6°C. Die notwendige Verdampfungswärme wird dem Kaltwasser entzogen, welches in Rohrschlangen durch die Kammer geführt wird. Dadurch wird das Kaltwasser gekühlt und kann z.B. für Prozesskühlung und/oder Raumklimatisierung verwendet werden.