Forschungsbericht 2007



Abwärmeausnutzung auf Handels- und Marineschiffen

Institut: Elektrische Energiesysteme und Automation
Projektleitung: Prof. Dr.-Ing. Günter Ackermann
Stellvertretende Projektleitung: Dr.-Ing. Karl-Heinz Hochhaus
Projektnummer: E.6-09.089
Laufzeit: 19.01.2003 - 31.12.2008
Finanzierung: TUHH


 

Auf Kühl- und Kühlcontainerschiffen wird viel elektrische Energie zur Kälteerzeugung benötigt. Mit Anwendung des Absorptionsprozesses lässt sich diese Kälte auch aus der Abwärme gewinnen. Hierzu wurden von Herrn Dipl.-Ing. Yuan erste Untersuchunen abgeschlossen, die als Dissertation vorliegt. Weitere Schiffe mit hohem Kältebedarf zur Klimatisierung sind Kreuzfahrtschiffe und Fährschiffe, zu dieser Thematik wurde zwei Aufgabenstellungen bearbeitet, die Erste beschäftigt sich mit der Abwärmenutzung eines Handelsschiffes mit 5000 - 7000 kW Antriebsleistung und ca. 20 Personen Besatzung. Die Zweite behandelt die Klimatisierung eines Kreuzfahrtschiffes mit 20000 - 30000 kW Antriebsleistung und 2500 - 3500 Personen.

Es wurden in beiden Fällen Lithium-Bromid-Absorptionsanlagen gewählt, einstufige und zweistufige Anlagen überschlägig berechnet und mit Kompressionsmaschinen verglichen. Bei der Betrachtung der verschiedenen Schiffsbetriebsarten wird deutlich, dass der Hafenbetrieb problematisch ist, da der Hauptmotor als Abwärmelieferant ausfällt. Hier kann ein etwas größerer Hilfskessel Abhilfe schaffen und eine geschickte Wahl von Kältespeichern kann kurze Zeiten überbrücken.

In den Berichtsjahren wurden zum obigem Komplex gemeinsam mit der Bundesmarine Areiten im Rahmen einer Studie durchgeführt, die als Technischer Bericht 05/01 abgeschlossen wurde. Diese Studie wurde gemeinsam mit dem "Dr.-Ing. Y. Wild Ingenieurbüro" erstellt und zeigte, dass bei Einbeziehung der Heizung und Warmwasserversorgung Lithium-Bromid-Absorptionsklimaanlagen auch für Fregatten der Bundesmarine interessant sein können. Bei dieser Studie stand der Ersatz von demnächst verbotenen Kältemitteln im Vordergrund. Inzwischen hat sich der Klimatisierungsbedarf durch das neuartige ARPA Radar deutlich erhöht. Der Einsatz im Rahmen von "Enduring Freedom" am Horn von Afrika hat außerdem gezeigt, dass die ursprünglich für den Nordatlantik, die Ost- und Nordsee geplanten Fregatten viel zu geringe Kälteleistungen zur Klimatisierung aufweisen.

Die Vorstellung dieser Ergebnisse und verschiedene Gespräche zeigen, dass derartige Anlagen auch für normale Frachtschiffe interessant sein können. Hierbei ist jedoch zu bedenken, dass die Investitionskosten für Absorptionsanlagen höher sind, sich aber durch geringere Energie- und Wartungskosten amortisieren. In Kiel wurde von der Marine ein Versuchsstand aufgebaut und praktische Versuche bezüglich der Schiffsbewegungen durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, dass konstruktiv angepasste Anlagen im Schiffsbetrieb einsetzbar sind. Inzwischen befindet sich ein innovatives Schiff im Bau, hier wird erstmals eine Apsorptionsklimaanlage auf einem Handelsschiff eingesetzt.

Im letzten Schritt wurden erste Untersuchungen zum Einsatz auf Kreuzfahrtschiffen mit dem Ziel durchgeführt, 30 - 50 % der Klimatisierung mit Absorptionsanlagen durchzuführen.

Weitere Informationen zu diesem Forschungsprojekt können Sie hier bekommen.