Kältemaschine

Eine Kältemaschine ist eine Maschine zur Kältebereitstellung. Die Kältemaschine arbeitet wie auch eine Wärmepumpe nach dem linksläufigen Clausius-Rankine-Prozess. Im Gegensatz zur Wärmepumpe wird die Kältemaschine nicht zur Nutzung von Wärme sondern zur Kälteerzeugung eingesetzt. Im Kreisprozess wird Wärme durch ein Kältemittel aus einer Umgebung oder einem Medium entnommen und als Abwärme an eine andere Umgebung abgegeben.

Kältemaschinen werden in Kompressionskältemaschinen und Sorptionskältemaschinen unterteilt.

Eine Kompressionswärmepumpe besteht im Wesentlichen aus vier Bauteilen, einer Drossel, einem Verdampfer, einem mechanischen Verdichter und einem Kondensator. Mithilfe der Drossel wird das Kältemittel zunächst durch Expansion auf eine Temperatur unterhalb der Umgebungstemperatur gebracht. Anschließend wird die Wärme der Umgebung durch den Verdampfer auf das Kältemittel übertragen. Dadurch wird der zu kühlenden Umgebung Wärme entzogen. Das Kältemittel wird im Verdichter mechanisch komprimiert und anschließend dem Kondensator zugeführt. Über den Kondensator wird die Wärme des Kältemittels abgeführt und das Kältemittel durchläuft den beschriebenen Kreislauf erneut.

Eine Sorptionskältemaschine besteht aus einer Drossel, einem Verdampfer, einem Absorber bzw. Adsorber, einem Desorber und einem Kondensator. Der Kreisprozess läuft äquivalent zu dem in Kompressionskältemaschinen ab mit Ausnahme der mechanischen Verdichtung. Das Kältemittel wird hier thermisch verdichtet, in dem es im Absorber bzw. Adsorber unter Wärmeabgabe sorbiert und im Desorber wieder vom Lösungsmittel getrennt wird. Unterteilt werden Sorptionskältemaschinen in Absorptionskältemaschinen und Adsorptionskältemaschinen. Bei der Absorptionskältemaschine wird ein flüssiges Absorptionsmittel eingesetzt. Bei der Adsorptionskältemaschine findet eine Adsorption des Kältemittels durch einen Feststoff statt.

Zur Beurteilung einer Kältemaschine wird die Leistungszahl verwendet. Diese stellt den Quotienten aus der zur Verfügung gestellten Kälteleistung und der eingesetzten mechanischen oder thermischen Leistung dar.

Zur Beurteilung der eingesetzten Energie und der zur Verfügung gestellten Kälte über ein Jahr wird die Jahresarbeitszahl berechnet.

Englische Übersetzung(en):

chiller