.

Abb. 3: Prototyp einer 50 l Transportbox
© Zeo-Tech GmbH

Abb. 4: Kühlverhalten bei 30 °C Außentemperatur
© Zeo-Tech GmbH

Abb. 5: Zeolithkühlsysteme für den Praxistest
© Zeo-Tech GmbH
3 / 5

Transportbox für Kühl- und Gefriergut

Die Forscher setzten das Funktionsprinzip zunächst in einer Transportbox mit 50 Litern Nutzvolumen um, die sie inzwischen zur Serienreife weiterentwickelt haben. Gedämmt von 80 mm Polyurethanschaum werden fünf Wände des „Mobile Freezers“ aktiv gekühlt. Sie sind als Innenwandverdampfer ausgelegt und mit einem Liter Wasser befüllt. Ein integrierter Kühler enthält 13,5 kg Zeolith für den Sorptionsprozess.

Etwa eine halbe Stunde nach Kühlbeginn erreicht die Innentemperatur der Box –18 °C. Diese kann bei einer Außentemperatur von 30 °C etwa 24 Stunden aufrecht erhalten werden (Abb. 4). Für die anschließende Regeneration, die etwa zwei Stunden dauert, sorgt ein Heizstab mit einer elektrischen Leistung von 1.350 W. Anschließend wird das Ventil zwischen Kühler und Verdampfer geschlossen. Das Zeolith muss jetzt noch rund 5 Stunden auskühlen. Danach ist die Kühlbox wieder einsatzbereit und kann nach beliebig langer Lagerzeit durch Öffnen des Ventils heruntergekühlt werden.

Die Box im Praxistest

Mehrere identische und auf die jeweilige Anwendung optimierte Systeme werden von ausgewählten Nutzern in der Praxis getestet. Unter verschiedenen Umgebungsbedingungen sollen sie ihre Praxistauglichkeit im Vergleich zu marktverfügbaren Systemen beweisen. Ziel ist es, schon während der Entwicklungsphase die wirtschaftlich und ökonomisch interessantesten Produkte zu identifizieren. Diese Varianten werden bevorzugt bis zur Serienreife weiterentwickelt. Erfahrungsgemäß werden hierzu Dutzende von Geräteaufbauten notwendig. Die Anzahl, Größe und Bauart der Geräte hängt von dem Entwicklungsergebnis ab.

Konventionelle Kühlboxen und Kleinkühlschränke

Für Kühlboxen und Kleinkühlschränke werden derzeit drei verschiedene Kühltechniken eingesetzt, die spezifische Vor- und Nachteile aufweisen:

Die Kompressortechnik, wie sie sich im Hausgerätesegment etabliert hat, hat den geringsten Energieverbrauch. Sie ist aber für Kleingeräte vergleichsweise teuer und nicht geräuschlos. Für den mobilen Einsatz eignet sie sich nur bedingt, da Erschütterungen zu Störungen führen können. Außerdem muss zusätzlich ein Akku für die Stromversorgung vorhanden sein.

Thermoelektrische Peltierelemente sind hingegen sehr robust. Aufgrund der geringen Kosten werden sie jährlich zu mehreren Millionen Einheiten hergestellt und finden sich überwiegend in einfachen Kühlboxen. Allerdings liegt die Energieeffizienz der Technik deutlich unter 10% und der Temperaturhub beträgt maximal 25 K. Zwar erfolgt die Kälteerzeugung lautlos, jedoch werden meist Ventilatoren zur Wärmeabfuhr benötigt. Aufwendige Lösungen mit außen liegenden heat-pipe-Systemen steigern die Kosten bei oftmals erhöhtem Energiebedarf.

Absorbergeräte auf Ammoniakbasis sind sowohl lautlos, als auch für den mobilen Einsatz geeignet. Seit über 80 Jahren werden die strom- oder wärmegetriebenen Systeme ohne grundlegende Änderungen verkauft und beispielsweise in Wohnmobilen oder als Minikühlschränke in Hotelzimmern eingesetzt. Die Energieeffizienz ist begrenzt: Kühlschränke mit 40 l Inhalt verbrauchen ca. 0,9 kWh/24 h bei 25 °C Umgebungstemperatur. Die Arbeitsstoffe Ammoniak und Ammoniumdichromat dürfen nicht in die Umwelt geraten, da sie giftig und krebserzeugend sind.

Projektinfo 16/2010:
3 / 5

Merkzettel

BINE-Abo

Publikation abonnieren

Adressen

Projektdurchführung
Zeo-Tech GmbH

Forschungsförderung

Das Informationssystem EnArgus bietet Angaben zur Forschungsförderung, so auch zu diesem Projekt.