Der Durchbruch ist geschafft. Ein Entwicklerteam aus Bayern ist dabei, die Kälte- undKlimatechnik hocheffizient zu revolutionieren – mit ganz normalem Wasser – und zwingt soeine gesamte Branche zum Umdenken.
Wasser als Kältemittel – diese Vision hat den Diplom-Informatiker Holger Sedlak fasziniert. Er rechnet, tüftelt, experimentiert und findet mit dem Diplom-Ingenieur Oliver Kniffler einen kongenialen Mitstreiter. Anfangs in der sprichwörtlichen „heimischen Garage“, später im Labor der efficient energy gmbh. Immer ein klares Ziel vor Augen: Sie wollen den Energieverbrauch von Kältemaschinen radikal senken und das schaffen, was viele Entwickler vor ihnen nicht geschafft haben – Wasser als Kältemittel in einem Serienprodukt einzusetzen und dadurch die bisherigen extrem umweltschädlichen und aufwendigen Kältemittel zu eliminieren.
Die Anstrengungen haben sich gelohnt. In siebenjähriger Forschungs- und Entwicklungsarbeit ist es dem Team der efficientenergy gmbh und den beiden Visionären gelungen, eine Technologie zu entwickeln, die die Wirkungsgrade herkömmlicher Kälteanlagen verdoppelt und tatsächlich den natürlichen Rohstoff Wasser als Kältemittel einsetzt. Auf der diesjährigen „Chillventa“ wird das junge Unternehmen aus Feldkirchen bei München erstmals das serienreife Produkt „eChiller“ der Weltöffentlichkeit präsentieren.
„Sie müssen alle umdenken“
Für Dr. Klaus Feix, den Vorsitzenden der Geschäftsführung der efficient energy gmbh, ist damit ein wegweisender Meilenstein in der Entwicklung seines Unternehmens erreicht: „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!“ Dr. Klaus Feix und seine Kol-legen sind felsenfest davon überzeugt, dass diese neue Technologie den Markt „ordentlich umkrempeln und beeinflussen“ wird.
Bestärkt werden die Macher der efficient energy nicht zuletzt durch handfeste Fakten. Der Anteil der Kälte- und Klimatechnik am gesamten Stromverbrauch in Deutschland beträgt rund 15 Prozent – mit steigender Tendenz. „Bringen wir es auf den Punkt“, so Dr. Jürgen Süß, der die Bereiche Entwicklung und Technologie verantwortet, „die Klimabranche ist einer der größten und am rasantesten wachsenden ‚Stromfresser‘ in der Welt. Wenn wir mit Innovationen die Klimaschutzziele der Nationen erreichen wollen, dann lohnt es sich, hier anzusetzen.“
Immenses Marktpotenzial
Effizienz ist also gefragt. Ein eindrucksvolles Beispiel liefert hier die Informationstechnologie. Allein in Deutschland, so eine Studie des Branchenverbandes BITKOM, verbrauchen Server rund 9,4 Terawattstunden Strom pro Jahr. Das entspricht in etwa dem Verbrauch von vier mittelgroßen Kohlekraftwerken. Die Deutsche Energieagentur (dena) hat ausgerechnet, dass der Anteil des Stromverbrauchs an den gesamten IT-Kosten auf über 20 Prozent angestiegen ist. Andere Quellen prognostizieren sogar einen Anstieg auf rund 40 Prozent. Vor dem Hintergrund steigender Energiepreise – das Borderstep-Institut geht von einem Plus von elf Prozent bis zum Jahr 2015 aus – lässt sich das immense Marktpotenzial der Feldkirchener Innovation ausmalen. Bereits vor einiger Zeit hat die efficient energy gmbh mit der Stulz-Gruppe einen Pilotkunden gewinnen können, der weltweit zu den führenden Unternehmen in der Klimatisierung von IT- und Kommunikationsanlagen zählt. Stulz hat die Technologie von efficient energy in seine CyberBlue-Serie integriert und diese erstmals auf der Frankfurter ISH im vergangenen Jahr vorgestellt.
Ein Chiller für alle Märkte
Doch die Kühlung von Rechenzentren ist nur ein Marktsegement. Kälte wird in nahezu allen Bereichen der modernen Welt benötigt. „Denken wir doch nur an Lebensmittel, an die Kühlung von Gebäuden oder die unzähligen Industrieprozesse, bei denen Kälte eine Rolle spielt“, sagt Dr. Klaus Feix. „Weltweit sprechen wir hier von einem Marktvolumen von etwa 41 Mrd. US-Dollar jährlich.“ Entsprechend groß ist das Marktpotenzial des eChiller. Das Gerät ist ein klassischer, vollwertiger Chiller, der in Kombination mit allen bekannten Rückkühlsystemen in allen Märkten betrieben werden kann. „Prinzipiell“, so Dr. Jürgen Süß, „überall dort, wo Kälte über 0 °C benötigt wird. Und bei geänderter Anforderung können unsere Anlagen auch als Wärmepumpe zur Erzeugung von Wärme eingesetzt werden.“ Weltpremiere feiert der eChiller auf der internationalen Leitmesse der Kälte- und Klimatechnik-Branche Chillventa im Oktober in Nürnberg. Besonderes Augenmerk haben die Verantwortlichen auf die Anwendung des Chillers im AHU-Bereich ge-richtet. „Die Chillventa ist ein idealer Ort“, ist Dr. Klaus Feix überzeugt, „um den Experten unsere wegweisende Entwicklung zu präsentieren und die letzten Zweifler am Kältemittel Wasser zu überzeugen.“
Doch wie ist dem Entwicklungsteam der efficient energy gmbh der große Wurf gelungen? „Das Prinzip“, sagt Dr. Jürgen Süß, „ist recht einfach und gar 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 °C statt.“ Das Herzstück der Innovation ist jedoch ein eigens entwickeltes Verdichtersystem – der „ct-turbo“. Dahinter verbirgt sich eine hochfeste Microturbine, ausgestattet mit einer besonders effizienten Antriebseinheit aus Motor und Elektronik, die Drehzahlen von bis zu 100 000 U/min realisiert und damit die Leistung der Turbine automatisch dem aktuellen Kühlbedarf der Umgebung anpasst. Dr. Jürgen Süß: „In diesen Bauteilen und der nahezu perfekten Umsetzung der thermodynamischen Prozesse, die wir im eChiller zu einer hocheffizienten Kältemaschine verbunden haben, steckt die eigentliche Innovation.“
Stromverbrauch um 50 Prozent niedriger
Und diese Kombination ist es, die für die enormen Energieeinsparpotenziale verantwortlich ist. Der eChiller, das haben die Teststellungen in verschiedenen Umgebungen gezeigt, erreicht Wirkungsgrade, die deutlich über der Energieeffizienz herkömmlicher Anlagen liegen. Die Reduktion der Kältekomponenten bietet zusätzlich den Vorteil, dass die Übertragungsverluste auf ein Minimum gesenkt werden. Je nach Anwendung werden so bis zu 50 Prozent Strom gespart. Damit nicht genug: Durch die Verwendung von Wasser als Kältemittel entfällt das aufwendige Handling mit konventionellen Kältemitteln FKWs und den sogenannten „natürlichen“ Kältemitteln wie Kohlenwasserstoffe, CO2 oder Ammoniak. Der Antrieb, ein Elektromotor, kommt zudem vollständig ohne umweltschädliche Schmiermittel aus.
Die Serienproduktion des eChiller erfolgt am Standort Feldkirchen. Vertrieb, Service und Support werden von der efficient energy gmbh aufgebaut und durch speziell geschulte sowie autorisierte Partner unterstützt. Gegenwärtig ist der eChiller mit einer Nennkälteleistung von 45 kW verfügbar. Weitere Baureihen sind bereits in Planung. Dr. Klaus Feix: „In kurzem Abstand werden wir sowohl eine 90-kW- als auch eine 20-kW-Anlage auf den Markt bringen.“
