Latentwärmespeicherung in einer solarthermisch angetriebenen Absorptionskälteanlage

Am Technologiezentrum Köthen ist eine Solarthermieanlage aufgebaut worden, die experimentelle Untersuchungen zur solaren Warmwasserbereitung, Heizungsunterstützung und Klimakälteerzeugung ermöglicht.Für den Antrieb der Absorptionskälteanlage wurde ein Latentwärmespeicher entwickelt und getestet. Die Funktion eines Speichers wird im wesentlichen durch die Speicherkapazität, die Speichertemperatur, die Lade- und Entladeleistung sowie den Wärmeverlust bestimmt.Die Speicherkapazität wird durch die Speichermenge und die kalorischen Eigenschaften des Speichermediums bestimmt. Es wurde ein hochschmelzendes Paraffin gewählt. Der Schmelzpunkt von 90 °C ist notwendig, weil die Nenntemperatur für den Austreiber der Kälteanlage so groß gewählt werden muß, damit die Entgasungsbreite nicht zu klein wird.Der Latentwärmespeicher wurde von seiner Kapazität her auf die Kälteleistung der Absorptionskältemaschine ausgelegt.Als Wärmeübertrager für Wärmeeintrag und Entladung dient ein Kupferrohrwärmeübertrager mit aufgelöteten Kupferblechen.In den Zwischenräumen sind zusätzlich zur Verbesserung des Wärmeein- und -austrages durch Wärmeleitung Aluminiumfüllkörper (Pallringe) geschüttet .Zur Erfassung des Aufschmelz- und des Erstarrungsvorganges sind diagonal und höhenversetzt fünf Temperaturmessstellen eingebaut worden.Ein Ziel der Projektbearbeitung war die Untersuchung der chemischen Stabilität des Paraffins. Dabei ist die Stabilität des Schmelzpunktes in Abhängigkeit von den Phasenwechselzyklen von besonderem Interesse. In einer Laboranlage wurden über 1000 Phasenwechsel simuliert. Aus den Ergebnissen kann zusammenfassend eingeschätzt werden, daß das verwendete Paraffin Rubitherm 90 bezüglich der Stabilität der Schmelztemperatur und der Schmelzenthalpie als Latent-Speichermedium geeignet ist.Die stationäre Entladeleistung war mit 15 kW/m3 nicht ausreichend. Der Betrieb der Kälteanlage konnte zwar bis in die Abendstunden (ca. 20.00 Uhr) aufrechterhalten werden. Die Kälteleistung nahm jedoch ab, obwohl der Kältebedarf noch vorhanden war. Die Ursache liegt in der Konstruktion des Wärmeübertragers im Speicher.