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ICM - Institut Chemnitzer Maschinen- und Anlagenbau e.V.
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Ressourcen / Technologien

Mit AQS lässt sich Wärme direkt in andere nutzbare Energieformen, wie zum Beispiel technische Kälte, Druckluft oder kinetische Energie wandeln. Damit werden unter anderem die Energiekosten gesenkt und ein erheblicher Beitrag zum Umwelt- und Klimaschutz geleistet.

 

Über einen Wärmeübertrager wird ein AQS-System an die Abwärmequelle angebunden (INPUT). AQS wandelt die Abwärme nahezu geräuschlos und CO2-frei in Bewegungsenergie und bei Bedarf über einen Generator in elektrische Energie (OUTPUT). Mit einem AQS kann eine Wärme-Kraft-Kopplung realisiert werden.

Bei der Funktionsweise des AQS-Systems handelt es sich um zwei gekoppelte thermodynamische Kreisprozesse, bei denen keine Abgase und Schadstoffe entstehen. Die Prozesse sind dabei so kombiniert, dass sie polar-, zeit- und taktverschoben ablaufen können. Es werden zwei exakt gleiche Volumina an Gas und Arbeitsmittel verwendet, sodass die Expansion in einem Zylinder die Kompression in dem anderen verursacht. Durch den Einsatz von zwei flexiblen Energiewandlern ist das System weniger träge und weist einen erhöhten Wirkungsgrad auf.

Die nutzbare Ressource Abwärme kann aus verschiedenen Prozessen gewonnen werden:

  • Maschinen, die Abwärme an die Umgebung abstrahlen oder gekühlt werden müssen

  • Wärme aus Abwasser (Wasch-, Färbe-, Kühlungsprozesse)

  • Wärme der Abgase aus Öfen / Motoren

  • Solarthermie

  • Geothermie

Der konkrete Wirkungsgrad und die Wirtschaftlichkeit des Systems sind abhängig von verschiedenen Parametern, wie beispielsweise der Temperaturdifferenz im System, dem Abwärmemedium, der Verschmutzung des Abwärmemediums und dem Bedarf an Nutzenergie. Schon geringe Temperaturdifferenzen sind ausreichend, um den Wandlungsprozess effizient zu gestalten. Die genaue notwendige Temperaturdifferenz ist abhängig von dem Innendruck des geschlossenen AQS-Anlagesystems. Von einer Wärmequelle erfolgt der thermische Eintrag über einen Wärmeübertrager in das AQS-System.

 

Den Kern eines AQS-Systems bildet ein Energiewandler. Der Energiewandler ist ein Bauteil, in welchem eine eingeschlossene Menge Arbeitsmedium (Gas) durch einen Wärmeeintrag eine Temperaturerhöhung erfährt. Infolgedessen erhöht sich der Druck innerhalb des Gases. Das Gas entspannt sich gegen ein Fluid, was wiederum eine kraftumformende Einheit antreibt und damit mechanische Energie liefert.

Ein AQS-System kann konstruiert werden als Wärme-Kraft-Kälte-Kopplung (WKKK):

  • als Maschinenantrieb
  • in Verbindung mit einem Generator zur Erzeugung elektrischer Energie
  • zur Erzeugung von Kälte oder Druckluft

Die Realisierung von Leistungsklassen zwischen 1 kW bis zu mehreren MW ist möglich.