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Kältetechnik Die Revolution des Wassers

| Redakteur: Carina Schipper

Jährlich 15 % des Gesamtenergieverbrauchs in Deutschland fließen in die Kälte- und Klimatechnik. Das entspricht für 2013 einer Menge von 598.739 GWh Strom – so viel wie für den täglichen Betrieb von 2721 Kühlschränken pro Jahr. Holger Sedlak und Oliver Kniffler haben den Schlüssel zur Senkung der Zahlen gefunden: Wasser.

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Der E-Chiller senkt den Energiebedarf je nach Anwendung bis zu 50 %.
Der E-Chiller senkt den Energiebedarf je nach Anwendung bis zu 50 %.
(Bild: Energy Efficient)

Eigentlich widmete Holger Sedlak sein Berufsleben der Halbleiter-Technologie bei Infineon. Aber eine Frage ließ den Diplom-Informatiker nicht los: Der Einsatz von Wasser als Kältemittel. Daheim in seiner Garage rechnete, tüftelte, und experimentieret Sedlak und kann in dem Diplom-Ingenieur Oliver Kniffler einen Mitstreiter für sich gewinnen. Die beiden gründen eigens für ihren Traum eine Firma, die Efficient Energy GmbH. Später ziehen die Erfinder ins Labor bei Efficient Energy um. Sie wollen möglich machen, was bis dato niemand geschafft hat, mithilfe von Wasser als Kühlstoff den Energieverbrauch von Kältemaschinen erheblich herunterfahren und so die bisherigen extrem umweltschädlichen und aufwändigen Kältemittel wie beispielsweise halogenierte Kohlenwasserstoffe ersetzen. Nach sieben Jahren ist es schließlich so weit. Auf der Fachmesse Chillventa sorgte die Technologie aus Feldkirchen bei München, die die Wirkungsgrade herkömmlicher Kälteanlagen verdoppelt und tatsächlich den natürlichen Rohstoff Wasser als Kältemittel verwendet für eine Weltpremiere. Sedlak, Kniffler und ihr Team bei Efficient Energy konnten ihr inzwischen serienreifes Produkt den E-Chiller vorstellen.

Die Technologie sorgt für Wirbel auf dem Markt

Schon vorher gab es einige Versuche, das Wasser als Kühlmittel zur Serienreife voranzutreiben, die alle samt scheiterten. Auch Sedlak und Kniffler hatten Entwicklungsprobleme. Zugekaufte Pumpen etwa hielten den Vakuum nicht stand und brachen. Das mag der Grund gewesen sein, warum laut Efficient Energy Geschäftsführer Dr. Klaus Feix die Erwartungen an das Projekt nicht allzu hoch waren: „Bis zuletzt haben die Skeptiker in unserer Branche die Serientauglichkeit von Chillern mit Wasser als Kältemittel bezweifelt. Sie alle müssen nun umdenken. Denn: Es funktioniert!“

Die bayrische Technologie besitzt ein immenses Marktpotential. Ein Beispiel ist die IT-Branche. Einer Studie des Branchenverbandes BITKOM zu Folge schlucken allein die deutschen Server jährlich 9,4 TWh Strom. Der Bedarf deckt sich in etwa mit der Leistung von vier mittleren Kohlekraftwerken. Laut der Deutschen Energie-Agentur (dena) entfällt ein Fünftel der Kosten in der Informations-Technologie auf den Energieverbrauch. Die Preise für elektrische Energie steigen an und Rechenzentren sind nur ein Teilbereich. So zeichnet sich die Dimension des Marktpotenzials für den E-Chiller ab. Schon seit längerem arbeitet Efficient Energy mit einem Pilotkunden zusammen. Die Stulz-Gruppe zählt zu den führenden Unternehmen in der Klimatisierung von IT- und Kommunikationsanlagen und verwendet die Technologie von Sedlak und Kniffler seit letztem Jahr in seiner CyberBlue-Serie. Daneben finden auch erste Gespräche mit Interessenten aus der Lebensmittel- und Prozessindustrie statt.

In der Microturbine versteckt sich die Lösung

.Das Prinzip der Anwendung von Wasser als Kühlmittel besteht aus drei Stufen und ist, wie der Bereichsleiter für Entwicklung und Technologie bei Efficient Energy, Dr. Jürgen Süß, erklärt nicht neu. „Unsere Technologie basiert auf der Direktverdampfung, der Verdichtung, der Kondensation und der Entspannung von Wasser bzw. Wasserdampf in einer geschlossenen Einheit. Dieser Prozess findet anforderungsbezogen in einem Vakuum bei niedrigen Drücken zwischen 10 und 100 mbar und damit in einem Temperaturbereich von 5 bis 50 Grad Celsius statt.“, so Süß. Das wirklich neue ist der Ct-Turbo. Das neu für den E-Chiller entwickelte Verdichtersystem bildet das Herzstück der Innovation. Dahinter steht eine hochfeste Microturbine, die über eine besonders effizienten Antriebseinheit aus Motor und Elektronik verfügt. Diese erreicht Drehzahlen von bis zu 100.000 U/min und richtet so die Leistung der Turbine automatisch auf den aktuellen Kühlbedarf der Umgebung aus. Die Wirkungsgrade des E-Chillers befinden sich, wie Testläufe beweisen, deutlich über der Energieeffizienz herkömmlicher Anlagen. Abhängig von der Anwendung halbiert die Technologie den Stromverbrauch. Daneben wird durch die Verwendung von Wasser als Kältemittel das aufwändige Handling mit gebräuchlichen Kältemitteln FKWs überflüssig. Anfang kommenden Jahres gehen die Oberbayern mit ihren Prototypen mit einer Nennleistung von 45 kW in die Serienproduktion. Efficient Energy plant weitere Geräte mit 20 kW und 90 kW Leistung.

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