MODUL III Klimatechnik - Solare Kühlung Seite 72

Solare Energiequelle für ein Kühlsystem

Das solar angetriebene Kühlsystem besteht aus einem Kühlbehälter mit einem im Deckel integrierten Verdampfer, in dem sich Wasser als Kühlmittel befindet. Dazu kommen ein oder mehrere Zeolithbehälter, eine Handvakuumpumpe und ein Parabolkollektor. Um den Zeolith ausreichend zu trocknen, braucht man Temperaturen von über 250 °C, dazu ist ein konzentrierendes System nötig. Flachkollektoren können so hohe Temperaturen nicht erreichen. Beim beschriebenen Kühlsystem wird ein Solarkocher Parabol-Kollektor verwendet. Bisher wurden solche Kollektoren vor allem in Entwicklungsländern verbreitet, um in diesen Ländern eine Alternative zum Brennholz - oder Kerosinverbrauch zu bieten. Neben der Zubereitung von Mahlzeiten eignet sich der Kocher beispielsweise zum Sterilisieren von medizinischen Geräten oder zum Abkochen von Wasser. Bisher wurden mehr als 10000 solcher Kollektoren gebaut. Mit einem Durchmesser von 1,4 m besteht er aus hochglanzpolierten, eloxierten Aluminiumblechen und ist somit witterungsbeständig. Die Halterung ist drehbar in einem auf Rollen stehenden Flachstahl-Gestell gelagert, so dass der ganze Kollektor durch Drehung des Gestells und Neigung des Spiegels dem "Gang der Sonne" nachgeführt werden kann. Die Leistung beträgt bei einer Einstrahlung von 1000 W/m² ca. 800 Watt für die Desorption. Zur Trocknung des Zeoliths werden die Zeolithbehälter mit ca. 4 kg Zeolith in den Brennpunkt des Parabolspiegels gestellt. Nach ca. 4 Stunden ist der Zeolith bei Maximal-Temperaturen von ca. 350 °C regeneriert.

Die Adsorptionskühlung

Zur Kühlung wird ein Zeolithbehälter mit trockenem Zeolith an den mit Wasser gefüllten Flachverdampfer angeschlossen. Anschließend wird mit der handbetriebenen Vakuumpumpe die Luft aus dem System entfernt. Nach der Ankopplung des Zeolithbehälters beginnt bei der Evakuierung, ausreichend niedrigen Druck vorausgesetzt, das Wasser heftig zu verdampfen. Durch den bereits beschriebenen Kühlvorgang wird das Wasser im Verdampfer abgekühlt und friert ein. Von dem entstandenen Eis dampfen weitere Wassermoleküle ab (Sublimation), was dazu führt, dass sich das Eis weiter abkühlt. Mit einer Zeolithpatrone kann die Isolierbox mit 55 l Nutzvolumen bei 22 °C Umgebungstemperatur abgekühlt und etwa drei Tage lang auf einem Temperaturniveau von 0 °C bis 6 °C gehalten werden. Nach dieser Zeit muss wieder Wasser in den Verdampfer gefüllt, eine regenerierte Zeolithpatrone angeschlossen und erneut die Luft aus dem System abgepumpt werden. Um längere Zeit durchgehend kühlen zu können und Schlechtwetterperioden überbrücken zu können, muss man mehrere regenerierte Zeolithpatronen auf Vorrat bereithalten.

Fig. 57 Adsorptionskühlbox