Heizen und Kühlen mit Absorptionsaggregaten

Quelle: ENTEX ENERGY AG, CH-5445 Eggenwil, Tel. 0041-56-6312118, Fax 0041-56-6312118, Email:entex@entex-energy.ch
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Absorptionswärmepumpen und -kühlaggregate verwenden anstelle von Elektrizität meist Erdgas oder Flüssiggas als Antriebsquelle für ein Absorptionsaggregat. Die ersten Aggregate mit dieser Technik wurden bereits 1926 in Kühlschränken eingesetzt. Die Geräte sind sehr leise und wartungsfrei, deshalb ideal zur umweltfreundlichen Wohnraumheizung einzusetzen:

Gaswärmepumpen sparen 30% CO2 und Energie verglichen mit konventionellen Gasheizungen.

ENTEX entwickelt und produziert Absorptionsaggregate für Gaswärmepumpen, Impfstoffkühlschränke, Klimageräte, Hotel-Minibars und andere Anwendungen.

Die Technik der Gaswärmepumpe
Gaswärmepumpen arbeiten im Prinzip gleich wie gasbetriebene Kühlaggregate. Mit der Kälteleistung der Aggregate wird die Umgebung (Aussenluft, Erdwärme oder Abwärme) abgekühlt und dieser Wärme entzogen. Diese Wärme wird "kostenfrei" zur Heizung eingesetzt. Die Gesamtheizleistung ist also grösser als die Leistung der Gasflamme, der Wirkungsgrad damit  bis 150%.
Absorptionsaggregate
Gaswärmepumpen sind ausnahmslos als Absorptionsgeräte aufgebaut. Dabei wird das Kältemittel nach dem Verdampfungsprozess in einem Lösungsmittel gelöst (absorbiert). Dabei entsteht eine (an Kältemittel) reiche Lösung. Durch die Gasflamme wird die reiche Lösung im Kocher erhitzt und das Kältemittel "ausgekocht". Der Kältemitteldampf wird im Kondensator verflüssigt. Das flüssige Kältemittel läuft in den Verdampfer, wo es verdampft. Dieser Dampf wird im Absorber wieder im Lösungsmittel gelöst.
Erdgas - Primärenergie als Antriebsquelle
Absorptionsaggregate werden meist mit Erdgas betrieben. Andere Energiequellen (Erdwärme, Solarenergie, Abwärme) sind ebenfalls verwendbar, ein ausreichend hohes Temperaturniveau vorausgesetzt. In der Gesamtenergiebilanz und in der CO2-Bilanz sind deshalb Absorptionswärmepumpen günstiger als elektrische Wärmepumpen.
Weitere Energiequellen
Prinzipiell sind alle Wärmequellen für den Betrieb von Absorptionsaggregaten nutzbar, soweit ausreichendes Temperaturniveau vorhanden ist. In der Praxis werden neben Erdgas auch Flüssiggas und Kerosen eingesetzt. Solarbetriebene Aggregate sind noch selten, ebenso wie solche für Erdwärme und Abwärme aus Industrieprozessen.
Diffusionsaggregate und Inertgas - wozu ?
ENTEX entwickelt und produziert ausschliesslich Diffusionsaggregate. Diese Aggregate sind mit einem Inertgas (meist Helium oder Wasserstoff) gefüllt und weisen intern keine Druckdifferenzen auf. Sie kommen deshalb ohne Umwälzpumpe für das Lösungsmittel aus. Damit haben Diffusionsaggregate folgende wichtige Vorteile:
Kältemittel
Gaswärmepumpen enthalten wie Kühlaggregate Kältemittel. In der Regel wird das ozonneutrale natürliche Kältemittel Ammoniak (NH3) verwendet. Wasser als Kältemittel wird in Lithiumbromidmaschinen verwendet (siehe dort). Bei den hermetisch geschlossenen Gaskühlaggregaten und -wärmepumpen hat sich Ammoniak wegen seiner sehr guten Eigenschaften  durchgesetzt: Gaswärmepumpen und -kühlaggregate enthalten Ammoniak nur im hermetisch verschweissten Druckteil der Aggregate. Der grösste Teil des Ammoniaks im Aggregat ist in Wasser gelöst.
 
Ausgeführte Anlagen
Die ersten Feldversuche mit Gaswärmepumpen (Diffusionsaggregate) wurden 1992 in der Schweiz durch die Firma DAWP Creatherm begonnen. Zwischenzeitlich wurden eine bedeutende Zahl von Häusern vorallem in den Niederlanden und Deutschland mit 3.6 kW DAWP Gaswärmepumpen ausgerüstet. ENTEX hat 4 und 6,5 kW Gaswärmepumpen entwickelt, die ab 2005 lieferbar sein werden.
Spitzenlastgeräte
Für die Wohnraumheizung ist es nicht sinnvoll, die Gaswärmepumpe für die maximale Heizleistung auszulegen. Damit wird das Aggregat zu gross und aufwendig. Zudem arbeitet ein solches Aggregat meist im ungünstigen Teillast- und Ein/ausbetrieb und erreicht so nur unbefriedigende Jahreswirkungsgrade.

Gaswärmepumpen werden daher für die Grundlastversorgung bis ca.6 kW ausgelegt. Sie liefern so bis über 90 Prozent des Jahresenergiebedarfs für die Wohnraumheizung. Der darüberhinausgehende Bedarf wird durch Spitzenlastgeräte (meist Gaswandthermen) gedeckt.
 

Lithiumbromidmaschinen
Grössere Absorptionsaggregate im Megawattbereich, die vorallem in USA zur Klimatisierung von grösseren Gebäuden eingesetzt werden, sind in der Regel Wasser/Lithiumbromidmaschinen ohne Inertgas. Diese Geräte können nur Verdampfertemperaturen bis +1 Grad erreichen, und werden deshalb nur zu Klimatisierung verwendet.

Jan 2004 vzd 4.1