eChiller: Wasser als Kältemittel für die Klimatisierung

Fachlich und finanziell mit rund 300.000 Euro unterstützt von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU) will Efficient Energy aus Feldkirchen seine erst jüngst für Rechenzentren und Serverräume zur Serienreife entwickelte Kühltechnologie mit Wasser als Kältemittel für neue Einsatzgebiete optimieren. Mit dem DBU-Förderprojekt soll der innovativen Kühltechnologie zum Durchbruch bei der herkömmlichen Klimatisierung von Büro-, Veranstaltungs- und Hotelgebäuden verholfen werden.

Wasser ist das umweltfreundlichste Kältemittel

Aus ökologischer Sicht ist Wasser als Kältemittel ideal, aus technischer Sicht im Vergleich zu bisher hauptsächlich verwendeten Kältemitteln jedoch eine Herausforderung. Wasser spielte bei Kompressionskältemaschinen bis vor wenigen Jahren als Arbeitsmittel nahezu keine Rolle, da die geringe Wasserdampfdichte zu sehr hohen Volumenströmen im Kompressor führt, was den Einsatz ölfrei laufender Turboverdichter erfordert.

Das Unternehmen Efficient Energy, zu Beginn noch ein Start Up, hat mit seinem eChiller jedoch in zehnjähriger Entwicklungszeit erreicht, dass ausschließlich mit dem Kältemittel Wasser (R718) je nach Anwendungsfall sogar 80% Energie eingespart werden können. Verwendet werden könne normales Leitungswasser, sagt Dr.-Ing. Jürgen Süß, Geschäftsführer von Efficient Energy.

Die Kältetechnik-Branche sei insgesamt für 5% der gesamten Treibhausgasemissionen verantwortlich und beanspruche einen Anteil von 14% des Strombedarfs. Eine deutliche Verringerung in beiden Fällen würde sich positiv auf das Klima auswirken und den deutschen Klimaschutzzielen entsprechen.

Ausweitung der Technologieanwendung

Jetzt will Efficient Energy mit dem neuen Vorhaben den nächsten Schritt tun. Bisher ist die Technologie im mitteleuropäischen Klima auf Kaltwassertemperaturen von mindestens 18°C beschränkt. Zukünftig soll eine Kaltwassertemperatur von 12°C erreicht werden. Dadurch könnte die Technik auch für Gebäude zur konventionellen Klimatisierung genutzt werden.

Der bereits verfügbare eChiller ist eine Kältemaschine, die mit reinem Wasser als Kältemittel (R718) arbeitet und sich zudem durch ein hohes Energieeinsparpotenzial auszeichnet. Dafür schaltet die Anlage bei Kühlwassertemperaturen, die nur geringfügig unterhalb der geforderten Kaltwassertemperatur liegen, in den Freikühlmodus. Dadurch werden je nach Anwendungsfall im Leistungsbereich von 35 kW bis zu 80% Energie eingespart. Die Kompressionskälteanlage arbeitet mit der Direktverdampfung von ca. 60 l Wasser im vakuumdichten, geschlossenen Kreislauf, der über Platten-Wärmeübertrager hydraulisch vom Kühl- und Kaltwasserkreis getrennt ist.

Der eChiller-Kaltwassersatz ist zur Kühlung von Prozessen mit kontinuierlichem Kühlbedarf bei gleichzeitig hohem Kaltwasserniveau geeignet. Es können Kaltwasseraustrittstemperaturen von 16 bis 22°C eingestellt werden. Durch eine modulare Zusammenschaltung mehrerer Anlage kann der Leistungsbereich beliebig erweitert werden.

Einsatzbereich des eChillers ist neben der Kühlung von Serverräumen die Kühlung von industriellen Anwendungen, wie es z. B. bei der Abwärme von Prozessen im Kunststoffspritzguss, in der chemischen Industrie oder bei Bioreaktoren gefordert ist. Bei der Gebäudekühlung kommt der eChiller bereits heute bei der Bauteilaktivierung oder Kühldecken zur Anwendung.