Häufige Fragen (FAQ)

Häufige Fragen (FAQ)

Grundlagen der Adsorptionstechnologie
Was bedeutet Adsorption bzw. Adsorbens?

Als Adsorption („Ansaugen“) wird die Anreicherung von Stoffen (Gasen oder Flüssigkeiten) an der Oberfläche eines Festkörpers, dem Adsorbens, bezeichnet. In Adsorptionskälteanlagen wird dieser Prozess zur Kälteerzeugung unter Verwendung der Arbeitsstoffpaare Wasser/Zeolith bzw. Wasser/Silikagel genutzt.

Die Fahrenheit-Kälteanlagen arbeiten mit zwei verschiedenen Adsorbentien: Silikagel und Zeolith. Silikagel, vollkommen ungiftig und ökologisch unbedenklich, ist u.a. als Trocknungsmittel für Elektrogeräte bekannt und als bewährtes Adsorbens schon lange im Einsatz. Zeolith, ein umweltfreundliches kristallines Mineral, stellt eine neue und innovative Alternative dar. Besonders in Kombination mit dem patentierten Zeolith-Beschichtungsverfahren von Fahrenheit können höhere Kälteleistungen erzielt werden.

Da die Adsorption einen endlichen Prozess beschreibt, ist für ihre Wiederholung eine Regeneration – die Desorption – notwendig. Hierbei wird der eingelagerte Wasserdampf unter Zufuhr von Wärme wieder ausgetrieben.

Was ist Zeolith?

Zeolithe sind eine Stoffgruppe von kristallinen Alumosilikaten. Zeolithe sind umweltfreundliche, harmlose Stoffe mit idealen Eigenschaften für die Adsorption. Um Zeolith optimal auf die Wärmetauscher aufzubringen, hat Fahrenheit das Zeolith-Aufkristallisationsverfahren (PST – Partial Support Transformation) entwickelt. Bei diesem innovativen Beschichtungsverfahren werden Zeolith-Kristalle durch einen ausgefeilten chemischen Prozess direkt auf der Oberfläche der Wärmetauscher gezüchtet. Dadurch können wir auf Binder oder Klebeschichten vollständig verzichten. Im Vergleich zu konventionell beschichteten Adsorbern ermöglicht dieses Verfahren eine extrem hohe Energiedichte, da hier neben ausgezeichneten Wasserkapazitäten auch optimale Bedingungen für den Wärmetransport realisiert werden.

Außerdem sorgt die aufkristallisierte Zeolithschicht mit ihrer robusten Verbindung zum Trägermaterial für einen hervorragenden Korrosionsschutz. Da auf Binder oder Klebeschichten vollständig verzichtet werden kann, wird der Wärmeübergang optimiert.

Dank dieses innovativen Materialaufbaus kann die Baugröße des integrierten Wärmetauschers – bei gleicher Leistung – wesentlich verringert werden. So lassen sich gleichzeitig Gewicht, Volumen und Kosten deutlich reduzieren.

In der Adsorptionskältetechnik kommt Zeolith auch unter spezifischen, oftmals extremen Antriebstemperaturen zum Einsatz.

Was ist Silikagel?

Silikagel ist, wie Zeolith, ein umweltfreundlicher, harmloser Stoff mit sehr guten Eigenschaften für die Adsorption. Es wird häufig zu Entfeuchtungszwecken eingesetzt und hat sich auch im Bereich der Adsorptionskältetechnik lange bewährt.

Als Adsorbens deckt Silikagel einen breiten, für viele Anwendungen günstigen Antriebstemperaturbereich ab.

Worin besteht der Unterschied zwischen einer Ab- und Adsorptionskälteanlage?

Im Gegensatz zur Absorptionskältetechnik, wo ausschließlich flüssige Arbeitsstoffe verwendet bzw. umgepumpt werden, liegt der Fahrenheit-Anlage das Prinzip der Feststoffsorption (Adsorption) zugrunde. Hier wird ein fester Arbeitsstoff (Silikagel/Zeolith) verwendet, der nicht konstant, sondern zyklisch im Kontakt mit dem verdampfenden Kältemittel steht (Desorption und Adsorption wechseln sich ab). Somit gibt es auch gewisse zyklische Schwankungen der Kaltwassertemperatur und der Wärmeentnahme aus dem Heißwasser.

Durch Kombination von zwei oder mehr Modulen wird eine quasi-kontinuierliche Arbeitsweise erzielt, die durch periodische Temperaturschwankungen gekennzeichnet ist. Falls eine konstante Temperatur gewünscht sein sollte, kann sie leicht durch entsprechende Puffer geglättet werden.

Ein Hauptvorteil des Adsorbers: Es ist kein Umpumpen von Flüssigkeiten notwendig, und es kann auf bewegliche Teile verzichtet werden. Die Maschinen können damit einfach und kompakt gebaut werden.

Daneben sind niedrige Antriebstemperaturen ein entscheidender Unterschied. Im Gegensatz zu Absorbern zeigen unsere Adsorptionskälteanlagen bereits ab etwas über 50°C gute Leistungen. Dafür weisen viele Absorber einen etwas höheren COP, also thermischen Wirkungsgrad auf.

Welchen Einfluss haben die nicht konstante Kälteleistung bzw. die daraus folgenden schwankenden Kaltwassertemperaturen auf das Gesamtsystem? Wie können Temperaturschwankungen minimiert werden?

Die Kälte wird quasi-kontinuierlich erzeugt, was zu periodischen, kurzzeitigen Temperaturschwankungen von bis zu 5K führt. Diese können bei Bedarf durch Puffer geglättet werden. In der Regel sind diese Schwankungen jedoch aufgrund der Trägheit der zu kühlenden thermischen Masse nicht wahrnehmbar und haben für das Klima in einem Raum praktisch keine Relevanz.

Welches Kältemittel wird verwendet, und welche Restriktionen sind damit verbunden?

Als Kältemittel wird speziell aufbereitetes Wasser verwendet. Im Gegensatz zu anderen Kältemitteln ist Wasser als natürlicher Stoff vollkommen ungiftig und ökologisch unbedenklich. Bei unseren stationären Anlagen schaltet der voreingestellte Frostschutz die Maschine bei unter 4°C Kaltwassertemperatur automatisch ab. Für die eCoo/Zeo-Produkte beträgt der Nenntemperaturbereich für den Kaltwasserkreislauf 8 bis 21°C.

Welche Kälte- bzw. Heizleistung kann maximal dargestellt werden?

Grundsätzlich weisen unsere einzelnen AdKM Leistungen zwischen 16 und 100 kW auf. Die Maschinen können auch zusammengeschaltet (kaskadiert) werden, wodurch praktisch unbegrenzte Kälteleistungen möglich werden. Bei größeren Kälteleistungsanforderungen erstellen wir kundenspezifische Lösungen, welche die individuellen Anforderungen berücksichtigen (z.B. Aufstellungsfläche, Anschlussmöglichkeiten, etc.).

Ist die Aufstellung der eCoo/Zeo im Freien möglich?

Grundsätzlich können die Maschinen im Freien aufgestellt werden, dies wird jedoch nicht empfohlen. Bei einer Außenaufstellung ist darauf zu achten, dass die Anlagentechnik überdacht, d. h. gegen Regen, Schnee und Frost geschützt ist. Auch muss die Hydraulik gegen das Einfrieren im Frostfall geschützt werden. Das Einfrieren des Prozesswassers im Kälteaggregat hingegen ist generell ungefährlich.

Kann die eCoo/Zeo auch als Wärmepumpe betrieben werden?

Ja. Alle Maschinen sind sowohl als Kälteanlage als auch als Wärmepumpe nutzbar.

Um die eCoo/Zeo im Wärmepumpenmodus zu betreiben, sind extern Rückkühl- bzw. Heißwasserkreis und Kaltwasserkreis zu vertauschen. Dies kann je nach Installation durch 3-Wege-Umschaltventile realisiert werden. Hierbei wird entweder der Rückkühler oder das Kollektorfeld als Niedertemperaturquelle und beispielsweise die Kühldecke oder eine Fußbodenheizung zur Wärmeabgabe an den Raum genutzt.

Allerdings sind hierbei gewisse Einschränkungen zu beachten. So darf die Niedertemperaturquelle 10°C nicht unterschreiten, und die maximale Vorlauftemperatur beträgt 35°C.

Gibt es eine Startphase, in der keine Kälte produziert wird, und wie lange dauert diese? Generiert die Maschine anschließend Kaltwasser auf dem gewünschten Temperaturniveau?

Beim erstmaligen Anschalten der AdKM ist eine erste Anlaufzeit von bis zu 15 Minuten einzuplanen, da vor der ersten Adsorptionsphase (und damit Kälteerzeugung) stets eine vollständige Desorption stattfinden muss. Je nach Temperaturniveau im Kälteträgerstrang beim Start kann zusätzlich eine gewisse Zeit verstreichen, bis die Kältemaschine die Soll-Kaltwassertemperatur darstellt. Hieraus leitet sich zudem ab, dass das Kälteaggregat generell nicht im taktenden Betrieb genutzt werden sollte.

Die Kältemaschine eCoo/Zeo wird mit drei Temperaturkreisläufen verbunden – dem Heizkreislauf HT, dem Rückkühlkreislauf MT und dem Kaltwasserkreislauf LT. Welchen Einfluss haben unterschiedliche Temperaturen in diesen Kreisläufen auf die Leistung und den COP der Maschine?

Der Zusammenhang zwischen den Temperaturen der drei Kreisläufe und der Kälteleistung bzw. dem COP kann am besten durch die entsprechend bereitgestellten Kennlinienfelder dargestellt werden.

Generell gilt:

  • Höhere Antriebstemperaturen erhöhen die Kälteleistung,
  • höhere Kaltwassertemperaturen erhöhen die Kälteleistung und verbessern den COP,
  • niedrigere Rückkühltemperaturen erhöhen die Kälteleistung und verbessern den COP.
Was ist der Unterschied zwischen den eCoo- und Zeo-Kälteanlagen?

Kern beider Technologien ist ein Material, das Wasserdampf anzieht: das sogenannte Adsorbens. Fahrenheit verwendet dafür entweder Silikagel, das einen sehr flexiblen Antriebstemperaturbereich hat, oder Zeolith-Kristalle, die je nach Typ besonders gut für spezielle Bedingungen, z.B. heißere Klimazonen oder niedrige Antriebstemperaturen einsetzbar sind.

Während bei den eCoo-Anlagen Silikagel als Adsorbens zum Einsatz kommt, arbeiten die Zeo-Anlagen mit Zeolith.

(Siehe auch die Fragen zu Adsorptionsmitteln weiter oben.)

Welche Anwendungen können mit der Maschine abgedeckt werden?

Grundsätzlich können fast beliebig viele Anwendungen mit einer Kältemaschine von Fahrenheit abgedeckt werden. Der Einsatz einer solchen Anlage ist wirtschaftlich sinnvoll, solange Wärme kostengünstig bzw. kostenlos (Abwärme) zur Verfügung steht.

Einige häufige Einsatzbereiche sind hier zusammengestellt.

Sind Weiterentwicklungen geplant?

Ja, wir entwickeln unsere Produkte kontinuierlich weiter. Die Erhöhung der Leistung und der Effizienz, die Reduktion der Kosten, des Volumens und des Gewichts sowie die Erweiterung der Anwendungsfelder gehören zu unseren Entwicklungszielen.

Komponenten und Materialien
Was sind die Kernkomponenten der Maschine?

Die Adsorptionskältemaschinen eCoo/Zeo bestehen grundsätzlich aus folgenden Komponenten:

  • Jeweils paarweise angeordnete Adsorptionsmodule
  • Silikagel- oder Zeolithbeschichtete Adsorber-Wärmetauscher
  • Umschalt-/Steuereinheit inkl. Hocheffizienzpumpen
  • Controller, Mess-, Steuerungs- und Regelungstechnik
  • Rahmen/Stützkonstruktion mit Verkleidung
Besteht die Möglichkeit, dass Komponenten korrodieren?

Das Kältemodul selbst ist korrosionsresistent, da neben der Verwendung ausgewählter Materialien wie Edelstahl, Kupfer und Aluminium kein Sauerstoff im System vorhanden ist. Stützkonstruktion und Verkleidung sind durch Oberflächenbeschichtung grundsätzlich gegen Korrosion geschützt, was einer typischen Innenaufstellung genügt. Soll die Anlage dauerhaft höherer Luftfeuchtigkeit ausgesetzt werden, ist jedoch eine spezielle Rostschutzbeschichtung vorzusehen.

Welcher Abnutzung unterliegt Silikagel bzw. Zeolith?

Eine Abnutzung des Adsorbens (Silikagel bzw. Zeolith) ist ausgeschlossen, da der Adsorptionsprozess vollständig reversibel abläuft.

Sind die verwendeten Materialien umweltschädlich?

Nein. Fahrenheit verwendet hauptsächlich Stahl, Kupfer und Aluminium bei der Produktion. Zudem sind die Adsorber Silikagel und Zeolith nicht umweltschädlich. Dadurch können die Maschinen nach Ablauf der Lebensdauer normal entsorgt werden.

Was ist ein HybridChiller?

Der HybridChiller kombiniert Adsorptions- und Kompressionskältetechnik. Er vereint die umweltschonende Energieeffizienz der Adsorption mit der Präzision und Leistungsfähigkeit der Kompression.

Während in diesem Hybridsystem die Adsorptionskältemaschine die Hauptlast übernimmt, wird gegebenenfalls die Kompressionskältemaschine hinzugeschaltet, wenn Schwankungen in der Wärmezufuhr des Adsorptionssystems auftreten oder kurzfristig eine höhere Kälteleistung erforderlich ist. Die Kombination resultiert in maximaler Energieeffizienz.

Sind alle Adsorptionskältemaschinen als HybridChiller erhältlich?

Ja, alle ADKM von Fahrenheit können mit Kompressionskältetechnik kombiniert werden.

Antriebsquelle
Wofür wird eine Antriebsquelle benötigt, und was muss sie zur Verfügung stellen?

Im Gegensatz zu konventionellen Klimageräten nutzen die AdKM von Fahrenheit Wärme in Form von heißem Wasser als Antrieb anstelle von Strom. Dadurch kann preiswerte Wärme, die in vielen Fällen ungenutzt der Umgebung zugeführt oder aufwändig rückgekühlt werden müsste, als Antriebsquelle genutzt werden.

Durch Einsatz der eCoo/Zeo kann somit Primärenergie eingespart und eine größere Unabhängigkeit von Strompreissteigerungen und Stromnetzengpässen erzielt werden. Somit ist eine umweltfreundliche und resourcenschonende Kälteerzeugung möglich.

Welche Antriebsquelle kann genutzt werden, sofern die Abwärme nicht ausreicht?

Aus energetischer Sicht ist es grundsätzlich am sinnvollsten, eine AdKM mit Abwärme zu betreiben. Sollte die für den Betrieb notwendige Abwärme nicht ausreichen, kann auf Kompressionstechnik zurückgegriffen werden. Dies macht der Fahrenheit-HybridChiller möglich, oder auch eine separat installierte Kompressionskältemaschine. Damit können Engpässe in der Abwärmezufuhr überwunden und Spitzenlasten durch Kompression effizienter erreicht werden.

Theoretisch kann man die AdKM auch direkt, beispielsweise mit einem Heizkessel, befeuern. Dies ist jedoch aus energetischer Sicht ineffizient und lohnt sich aus wirtschaftlicher Sicht häufig nicht. Solche Konfigurationen sollten nur in Ausnahmefällen verwendet werden.

Was passiert, wenn die Antriebstemperatur HT_IN kurzzeitig die vorgeschriebene Höchsttemperatur überschreitet? Kann die Überschreitung verhindert werden?

Die Limitierung der Antriebstemperatur liegt in erster Linie aus der begrenzten Temperaturbeständigkeit einzelner Materialien in der Maschine. Hierbei sind allerdings Sicherheiten eingerechnet, so dass grundsätzlich ein kurzzeitiges Überschreiten der Höchsttemperatur unbedenklich ist.

Zu hohe Antriebstemperaturen müssen durch externe Maßnahmen verhindert werden, beispielsweise durch die in der Heizungstechnik bewährte Rücklaufbeimischung.

Was passiert, wenn die notwendigen Temperaturen unterschritten werden? Ist eine Kälteproduktion dennoch möglich?

Auch bei Antriebstemperaturen (HT) unterhalb 55°C wird noch Kälte erzeugt, d. h. die Maschine schaltet sich nicht automatisch ab. Dies ist vorteilhaft, wenn kurzzeitige Temperaturabfälle im Sinne kontinuierlicher Kälteerzeugung und geringer Taktung kompensiert werden sollen. Wenn dies häufiger passieren sollte, würde dies jedoch auf Kosten der Rentabilität gehen, da auch für eine niedrigere Kälteleistung der elektrische Leistungsbedarf (z. B. für die Rückkühlung) weitgehend bestehen bleibt. Eine Begrenzung der Antriebstemperatur nach unten kann z. B. über einen optionalen Heißwasserspeichersensor erfolgen.

Wie viele Quadratmeter Kollektorfläche sind zum Betrieb einer eCoo/Zeo vorzusehen?

Aufgrund der unterschiedlichen Wirkungsgrade der verschiedenen Kollektortypen und wegen der Abhängigkeit vom Installationsort ist eine pauschale Aussage nicht möglich. Als Richtwert gelten 3-3,5 m² Kollektorfläche je kW Kälteleistung. In jedem Fall ist eine genaue Antriebsleistungskalkulation nach der Festlegung der gewünschten Systemperformance notwendig.

Rückkühlung
Warum wird eine Rückkühlung benötigt?

Wie alle thermisch angetriebenen Kälteanlagen ist auch die eCoo/Zeo auf eine Rückkühlung sowohl der zugeführten Antriebsenergie als auch der entzogenen Kälteenergie angewiesen. Durch die Rückkühlung wird gewährleistet, dass die aufgenommene Energie (bei der Verdampfung und Desorption) wieder an die Umgebung abgegeben werden kann. Steigt die Rückkühltemperatur, nimmt im Allgemeinen die Leistung der Maschine ab.

Auch die thermische Rückkühlenergie kann sinnvoll genutzt werden (z. B. für Trocknungsprozesse, Schwimmbadheizung, etc.). Die Gesamteffizienz ist in solchen Konstellationen besonders hoch.

Was sind mögliche Rückkühllösungen?

Für unsere Kälteanlagen bieten wir als Standardlösung einen optimal ausgelegten Rückkühler mit EC-Ventilatoren und optionaler Frischwasserbesprühung an. Dieser Rückkühler seine Rückkühlleistung der anfallenden Last an und spart dadurch Elektroenergie. Bei der optionalen Frischwasserbesprühung wird die Wassermenge limitiert und erst oberhalb definierbarer Außentemperaturen eingesprüht.

Darüber hinaus können auch Nasskühltürme, Erdsonden, Seewärmetauscher, Brunnen, Flüsse, Schwimmbäder oder andere Wärmesenken zur Rückkühlung genutzt werden.

Welche Rückkühlung wird empfohlen?

Die von uns angebotenen Rückkühler können immer dann eingesetzt werden, wenn moderate Außentemperaturen zu erwarten sind und andere, außentemperaturunabhängige Temperatursenken nicht zur Verfügung stehen.

Da Erdsonden oder Seewärmetauscher nicht überall eingesetzt werden können, sind je nach Anwendung und Standort andere Rückkühlvarianten einzubeziehen. Insbesondere die Integration eines Nasskühlturms kann bei hohen Außentemperaturen eine sinnvolle Lösung sein.

Wie wird der Rückkühler über die eCoo/Zeo angesteuert? Ist die Ansteuerung voreingestellt, oder müssen bei der Inbetriebnahme noch Aktivitäten durchgeführt werden?

Die Drehzahl des Rückkühlers und die optionale Besprühung werden durch den Controller des Kälteaggregats dem jeweiligen Betriebszustand entsprechend gesteuert.

Warum ist die Frischwasserbesprühung auf 400 h/Jahr limitiert? Was geschieht, wenn eine längere Besprühung notwendig erscheint?

Um sparsam mit Wasser umzugehen und eventuelle Ablagerungen am Rückkühler-Wärmetauscher zu vermeiden, wird die Besprühung des Rückkühlers zeitlich auf die 400 Studen mit der heißesten zu erwartenden Außentemperatur begrenzt. Dies entspricht einer Wassermenge von 4 m³/a. Darf anwenderbedingt nur eine geringere Wassermenge für Rückkühlzwecke eingesetzt werden, kann die Besprühstundenzahl reduziert werden. Eine Erhöhung der Besprühstundenzahl über die 400 h/a hinaus erfordert entsprechende Behandlungsverfahren, um die Wasserqualität zu verbessern.

Kann die Wasserbesprühung Legionellen verursachen?

Nein. Verglichen zu Nasskühltürmen, wo entsprechend belastetes Wasser zirkuliert, wird beim Rückkühler zeitlich begrenzt eine sehr geringe Wassermenge in den Luftstrom eingedüst. Eventuell befeuchtete Lamellen trocknen so über den Zyklus hinweg wieder vollständig ab. Zudem ist in der Regelung eine spezielle „Legionellenschaltung“ implementiert, so dass Wasser, welches eventuell in den Zuleitungen zum Rückkühler verharrt, täglich entfernt wird.

Was bedeutet EC-Ventilatoren?

EC steht für electronically commutated (elektronische Kommutierung). Im Vergleich zu den konventionell eingesetzten AC-Ventilatoren sind EC-Ventilatoren ohne Zusatzausstattung stufenlos regelbar und weisen eine geringere Leistungsaufnahme insbesondere im Teillastbereich auf.

Kann der Rückkühler auch im Winter genutzt werden?

Dafür müssen Frostschutzmaßnahmen ergriffen werden. Wird der Rückkühler im Winter als Niedertemperaturquelle für die Wärmepumpe genutzt, sollte sichergestellt werden, dass die Hydraulik vor Frost geschützt ist. Wir empfehlen in diesem Fall, den Rückkühler zusammen mit der Fahrenheit-Systemtrennung mit einem dem jeweiligen Standort entsprechendem Wasser-Glykol-Gemisch (in Deutschland 34%) zu betreiben.

Mit welchen maximalen Betriebskosten ist für den Rückkühler zu rechnen? Welcher maximale Ressourcenverbrauch (Wasser, Strom) ergibt sich pro Jahr?

Der Ressourcenverbrauch ist abhängig von der Leistungsabnahme und steigt mit höherer Belastung. Aufgrund der begrenzten Wasserbesprühung ist der Wasserverbrauch auf 4 m³/Jahr limitiert. Der maximale Stromverbrauch der Rückkühler kann dem technischen Datenblatt entnommen werden. Bei sachgemäßer Installation resultiert aus dem Teilsystem eCoo/Zeo und eRec eine Jahresarbeitszahl von 10-14, d.h. 1 kW eingesetzte elektrische Energie liefert bis zu 14 kW Kälte.

Niedertemperaturquelle für Wärmepumpenbetrieb
Was bedeutet Niedertemperaturquelle? Wofür wird sie benötigt?

Der Begriff Niedertemperaturquelle bezeichnet hier eine Wärmequelle mit einem Temperaturniveau zwischen 8 und 21 °C, welches damit deutlich niedriger ist als das Temperaturniveau der Rückkühlung. Im Wärmepumpenmodus wird der Umgebung somit Wärme auf diesem Temperaturniveau entzogen und dem Heizkreis (nun der Rückkühlstrang – MT) zusätzlich zur eingesetzten Antriebsleistung zugeführt.

Welche Arten von Niedertemperaturquellen stehen zur Verfügung?

Als Niedertemperaturquellen können genau wie bei Elektro-Wärmepumpen die Außenluft, Wasser, das Erdreich sowie das Solarkollektorfeld genutzt werden. Da die Vielfalt an möglichen Varianten sehr groß, hier einige Beispiele:

Luft
Trockener Rückkühler in Außenaufstellung oder in Tiefgaragen
Wasser
See-Wärmetauscher, Brunnen, Schwimmbad
Erdreich
Erdkollektoren, Erdsonden
Welche Niedertemperaturquelle wird empfohlen?

Idealerweise kann die Rückkühlung im Winter als Niedertemperaturquelle genutzt werden. Dasselbe Gerät, welches im Sommer Abwärme an die Umgebung abgibt (z. B. der eRec), kann im Winter als Quelle für Niedertemperaturen dienen. Besonders geeignet sind Quellen, die eine relativ hohe und konstante Temperatur während der kalten Jahreszeiten aufweisen und zudem mit geringem elektrischen Zusatzaufwand (z. B. ohne Lüfter) genutzt werden können. Dazu zählen insbesondere Erdsonden, die eine konstante Niedertemperatur von 8 bis 12°C gewährleisten können.

Was passiert, wenn die notwendigen Niedertemperaturen über- bzw. unterschritten werden?

Eine Überschreitung der vorgegebenen Niedertemperaturen hat keinerlei Auswirkungen, soweit das Heizwassertemperaturniveau (MT) 2K darüber liegt. Generell gilt: Je höher das Temperaturniveau der Niedertemperaturquelle, desto höher die Heizleistung und der COP.

Tiefere Niedertemperaturen als 8°C sind theoretisch nutzbar, allerdings ist der gewünschte Zugewinn an Heizwärme und COP dann nicht mehr effizient darstellbar. Zudem schaltet sich die eCoo/Zeo bei LT-Austrittstemperaturen von 4°C aus Frostschutzgründen ab.

Bei einer Unterschreitung ist zu beachten, dass ein Einfrieren der Hydraulik unter allen Umständen zu vermeiden ist, da es zu Frostschäden führen kann. Zudem erfordert die Heizfunktion Temperaturen nicht unter 7°C, da sie sonst nicht ausreichen würden, um den Prozess der Ad- und Desorption aufrechtzuerhalten.

Kälte- und Wärmeabgabe
Womit ist zu rechnen, wenn die aktuelle Kältelast geringer wird als die minimal darstellbare Kälteleistung der eCoo/Zeo?

Sinkt die benötigte Kälteleistung unter das Minimum des Teillastbereichs der eCoo/Zeo (i. d. R. 60% der maximalen Kälteleistung), wird dem Kälteträger nach und nach weiter Energie entzogen, so dass sich dieser bis zur eingestellten Frostschutzgrenze (Standard: 4°C) abkühlt. Die Anlage wird dann abgeschaltet. Sollte ein Absinken auf derart tiefe Temperaturen unerwünscht sein, kann dies durch Anheben der Frostschutzgrenze (Controller-Parameter T_Freeze) geändert werden. Dies ist zum Beispiel bei Nutzung der Kälte über Kühldecken relevant, wo bei zu tiefen Temperaturen die Gefahr der Unterschreitung des Taupunkts besteht.

Welche Raumgröße kann mit den Maschinen klimatisiert werden?

Die Größe des zu kühlenden Raumes allein ist zur Abschätzung der Kühllast nicht ausreichend. Letztere wird u. a. maßgeblich durch den Dämmstandard, Fensterflächen und innere Lasten, wie Computer, Beleuchtung, Personen etc. beeinflusst.

Es wird empfohlen, eine genaue Berechnung der benötigten Kühllast durchzuführen, um die eCoo/Zeo und die Kühllast sinnvoll aufeinander abzustimmen.

Wird mit Wasser oder Luft gekühlt?

Die eCoo/Zeo kühlt einen konstanten Kaltwasservolumenstrom (Kälteträger), der beim Durchströmen von Kaltwasser-Luft-Wärmetauschern (Deckenkassetten, sogenannte FanCoils) die Raumluft kühlt.

Welche Kälteverteilsysteme sind möglich?

Wir empfehlen insbesondere Kälteverteilsysteme, die mit verhältnismäßig hohen Kaltwassertemperaturen funktionieren, wie zum Beispiel:

  • Fußbodenkühlung
  • Wandkühlung
  • Kühldecken, Kühlsegel
  • Kühlfächer
  • Betonkerntemperierung
  • Umluftkühler, Luftverteilungssysteme
Einbindung der Adsorptionskälteanlage
Worauf ist bei der Kombination mit einem BHKW zu achten?

Die Kombination von eCoo/Zeo und BHKW ist eine sehr häufige und wegen der zu erwartenden hohen Betriebsstundenzahl oft auch sehr lukrative Systemvariante. In jedem Fall ist das zur Verfügung stehende HT-Temperaturniveau (Antriebstemperatur) ausreichend. Im Gegensatz zur solaren Kühlung ist eine Kälteproduktion ganztägig möglich. Insbesondere bei einem BHKW ist es dennoch empfehlenswert, eine maximale HT-Rücklauftemperatur nicht zu überschreiten. Um schwankende und ggf. temporär überhöhte HT-Rücklauftemperaturen zu kompensieren, empfehlen wir, einen Glättungspuffer der Kälteanlage nachzuschalten. Bereits bei einer Puffergröße von 120l werden die zeitlichen Schwankungen auf ein Minimum reduziert.

Wie groß muss die Entfernung zwischen Maschine und Rückkühler bzw. Maschine und Antriebsquelle sein?

Da der Rückkühler im Freien stehen muss, die Maschine hingegen idealerweise in Gebäuden, ergibt sich daraus eine räumliche Trennung. Lange Rohrleitungslängen erzeugen größere Druckverluste, die höhere Pumpenleistungen erfordern. Deshalb ist bei langen Leitungen die Rohrdimension zu überprüfen und ggf. anzupassen.

Bei der Entfernung zur Wärmequelle ist zu beachten, dass die Wärmeverluste mit der Distanz zunehmen und die AdKM daher möglichst nahe an der Wärmequelle stehen sollte. Beachtet werden sollte zudem, dass die Kältemaschine in unmittelbarer Nähe der Kälteverteilung installiert wird, um einer Erwärmung des Kühlwassers vorzubeugen.

Projektierung und Auslegung
Kann die eCoo/Zeo auch unter höheren Außentemperaturen als empfohlen betrieben werden?

Bei höheren Außentemperaturen kommen die Vorteile der Zeo-Systeme besonders zum Tragen. Hier sind höhere Außentemperaturen unbedenklich.

Bei Verwendung des Subsystems eCoo mit eRec sind dem wirtschaftlichen Betrieb Grenzen bzgl. der Außentemperatur gesetzt, da der COP bei sehr hohen Rückkühltemperaturen (in Abhängigkeit von LT und HT) entsprechend sinkt. Wo genau die Einsatzgrenze liegt, hängt von mehreren Parametern wie unter anderem der Luftfeuchte ab. Je geringer die Luftfeuchte, desto höher kann die maximale Außentemperatur zum Betrieb ausfallen. Höhere Außentemperaturen sind außerdem durch höhere Kaltwasser- und/oder Antriebstemperaturen kompensierbar. Grundsätzlich bietet es sich an, bei hohen Außentemperaturen (>37°C) in Verbindung mit hohen Luftfeuchten weniger stark klimaabhängige Möglichkeiten der Rückkühlung zu wählen, wie z. B. Swimmingpool-Beheizung, Erdsonden, See-Wärmetauscher oder ähnliches. Bei hohen Außentemperaturen und geringen Luftfeuchten kann ein Nasskühlturm die effizienteste Lösung sein.

Wir kalkulieren gern für Sie eine auf den potenziellen Standort und die zu erwartenden Einsatzbedingungen exakt zugeschnittene Auslegung einschließlich eines Vorschlags zur optimalen Rückkühllösung.

Wird die Verwendung eines Kältespeichers empfohlen?

Ein Kältespeicher ist nicht notwendig. Da die Austrittstemperaturen der Maschinen geringfügig schwanken, kann ein Kältespeicher dazu verwendet werden, den Verlauf zu glätten sowie die Integration der ADKM zu vereinfachen. Eine weitere Verwendungsmöglichkeit ist die Benutzung als Kältereservoir für nachts, wenn die Sonne bei einer solar betriebenen eCoo/Zeo keine Antriebsenergie mehr zur Verfügung stellt.

Welche solaren Deckungsgrade können erreicht werden?

Ein Sonnenkollektor hat einen Wirkungsgrad von bis zu 0,75, unsere Maschinen bis zu 0,6: Es werden also bis zu 45% der Sonnenenergie zur Kälteerzeugung genutzt. Bezogen auf die elektrische Leistungsaufnahme liegt die erreichbare Effizienz bei einem Faktor von mindestens 14. Dies bedeutet, dass aus 1 Kilowatt Strom etwa 14 Kilowatt Kälte erzeugt werden, die übrige Energie kommt aus der Solarthermie.

Betrieb und Wartung
Welche Wartungsarbeiten sind notwendig, und wie hoch ist der Aufwand?

Da innerhalb der eCoo/Zeo bis auf die 3-Wege-Umschaltventile und Pumpen keine beweglichen Teile enthalten sind, ist eine Wartung nicht mehr zwingend erforderlich. Empfohlen wird dennoch eine jährliche Systemkontrolle der integrierten Komponenten und Materialien.

Die Inspektion wird entweder durch Fahrenheit oder durch zertifizierte und geschulte Fahrenheit-Partner durchgeführt.

Wie groß ist die Stromeinsparung gegenüber herkömmlichen Klimageräten?

Bei einer sorgfältigen Planung und Auslegung verbrauchen die Fahrenheit Adsorptionskälteanlagen – bezogen auf das Gesamtsystem – weniger als ein Fünftel des Stroms von herkömmlichen Klimageräten.

Wie kann die Maschine ein- und ausgeschaltet werden? Müssen dabei bestimmte Zyklen beachtet werden?

Das Einschalten der eCoo/Zeo erfolgt entweder manuell über das Eingabefeld des Controllers oder – soweit vorgesehen – durch Aktivieren des potenzialfreien Kontakts mittels übergeordneter Regelung. Alle Pumpen sowie der Rückkühler werden von der Anlage automatisch zugeschaltet.

Einmal eingeschaltet, sollte ein Takten der Maschine vermieden werden. Jedes Takten (An- und Ausschalten) verursacht Energieverluste, hat für die Maschine selbst jedoch keine negativen Auswirkungen.

Was sind die optimalen Lagerbedingungen für Maschine und Rückkühler?
Adsorptionskältemaschine:
trocken, möglichst bei konstanten Temperaturen zwischen 5 und 45°C; frostfrei
Rückkühler:
keine Beschränkungen bei entleerter Hydraulik
Durch welche Maßnahmen kann die Lebensdauer der Maschine und des Rückkühlers erhöht werden?

Innerhalb der angegebenen Betriebsbedingungen ist die Maschine stabil. Besondere Maßnahmen zur Erhöhung der Lebensdauer sind nicht notwendig.