Wie funktioniert eine Solarkältemaschine?

Auf der Suche nach nachhaltiger Kühlung wecken Solarkältemaschinen weltweit Interesse. Doch wie funktionieren sie eigentlich? Häufig herrscht Verwirrung zwischen solarthermischen Absorptionskältemaschinen (die solarbeheiztes Wasser für einen Absorptionskreislauf nutzen) und PV-betriebenen elektrischen Kältemaschinen (die Photovoltaikmodule für den Betrieb eines Kompressorsystems einsetzen). Erstere nutzen Hochtemperatur-Solarkollektoren für die wärmegetriebene Kühlung, während letztere mit solarerzeugtem Strom effiziente Dampfkompressionszyklen betreiben. Die R290 DC Inverter Luft-Wasser-Wärmepumpe mit Photovoltaik-Direktantrieb von Flamingo New Energy gehört zur PV-betriebenen Kategorie und bietet eine praktische, batterielose Lösung, die die Kühlung in heißen Regionen wie dem Nahen Osten revolutioniert.

Die zwei Haupttypen von Solarkühlern verstehen

Solare Kältemaschinen wandeln Sonnenlicht in Kühlenergie um, aber die Mechanismen sind unterschiedlich:

• Solarthermische AbsorptionskältemaschinenDiese Anlagen nutzen Solarkollektoren, um Wasser oder eine andere Flüssigkeit auf 80–100 °C zu erhitzen. Die erhitzte Flüssigkeit treibt dann einen Absorptionskältekreislauf an (typischerweise mit Lithiumbromid oder Ammoniak). Dabei entzieht die heiße Flüssigkeit dem Kaltwasserkreislauf Wärme und erzeugt so Kälte. Vorteile: Für den Kreislauf selbst wird kein Strom benötigt. Nachteile: Große Kollektoren sind erforderlich, die beste Leistung wird bei konstant hoher Sonneneinstrahlung erzielt, und der Wirkungsgrad (COP ca. 0,5–1,2) ist geringer. Ideal für industrielle Großanlagen, aber weniger flexibel bei wechselnden Wetterbedingungen.

• PV-betriebene elektrische KältemaschinenPhotovoltaikmodule erzeugen Gleichstrom, der direkt einen Kompressor-Kältemaschinen (ähnlich einer Dampfkompressionswärmepumpe) antreibt. Der Strom versorgt Kompressor, Verdampfer und Kondensator mit Strom, um Wärme zu übertragen und Kaltwasser zu erzeugen. Vorteile: Hohe Effizienz (COP 3–6+), kompakte Bauweise und Anpassungsfähigkeit an bestehende Systeme. Nachteile: Abhängig von Sonnenlicht für den kostenlosen Betrieb, Hybridsysteme schalten jedoch auf Netzstrom um.

Viele Nutzer verwechseln sie, weil beides Solaranlagen sind, aber PV-betriebene Systeme wie das von Flamingo sind vielseitiger für den privaten und gewerblichen Einsatz geeignet, insbesondere bei extremer Hitze, wo thermische Systeme überhitzen könnten.

Funktionsweise des R290 Solar-Direktantriebs-Kältemittels von Flamingo

Flamingos innovative Kältemaschine R290 ist ein Paradebeispiel für PV-betriebene Technologie und macht Batterien überflüssig – für eine einfachere und kostengünstigere Installation. Hier die schrittweise Vorgehensweise:

1. SolarenergieerzeugungStandardmäßige 450-W-/48-V-Solarmodule (z. B. 8–24 Module für 3–10-PS-Modelle) wandeln Sonnenlicht in Gleichstrom um. Reihenschaltung erhöht die Spannung (bis maximal 600 V), Parallelschaltung die Leistung – und deckt damit bis zu 95 % des Strombedarfs der Kältemaschine ohne Speicherbatterien ab.

2. DirektantriebsintegrationDer Gleichstrom wird direkt in den Panasonic EVI Doppelrotations-DC-Inverterkompressor des Geräts eingespeist und umgeht dabei Wechselrichter oder Batterien. Bei geringer Sonneneinstrahlung schaltet das Gerät nahtlos auf Netzstrom um.

3. KühlzyklusDas Kältemittel R290 (umweltfreundlich, niedriges GWP = 3) zirkuliert durch den patentierten C&S-Wärmetauscher (Gegenstrombauweise für optimale Kühlung und effiziente Ölrückführung). Der Kompressor verdichtet das Kältemittel und entzieht dem Wasser über den spiralförmigen Titankondensator Wärme. Hydrophile Aluminiumlamellen am Verdampfer verbessern den Luftaustausch und erreichen im Kühlbetrieb einen EER-Wert von bis zu 3,26.

4. TemperaturregelungDer Frequenzumrichter passt die Drehzahl an und spart so Energie (bis zu 75 % gegenüber fester Drehzahl). Das weltbekannte EEV mit PID-Regelung steuert den Kältemittelstrom präzise und liefert Kaltwasser bis zu 10 °C – ideal für Klimaanlagen und Prozesskühlung.

5. HochtemperaturbeständigkeitIm Gegensatz zu Konkurrenzprodukten, die bei Temperaturen über 40–50 °C versagen, arbeitet dieser Kühler stabil bis zu einer Umgebungstemperatur von 60 °C und bietet dabei eine um 200 % höhere Kühlleistung. Er ist besonders im Nahen Osten beliebt, wo extreme Hitze an der Tagesordnung ist.

6. Benutzerfreundliche Funktionen14-sprachiges System, WLAN/Tuya-App zur Fernsteuerung, leise Gleichstrommotorlüfter (38–55 dB in 1 m Entfernung) und robustes ABS-Kunststoffgehäuse. Funktionen: Heizen/Kühlen, empfohlener Wasserdurchfluss 1,3–2,8 m³/h für verschiedene Anwendungen.

Durch diesen Direktantrieb ist das System sofort einsatzbereit, wodurch die Kosten durch den Verzicht auf Batterien gesenkt und gleichzeitig eine zuverlässige Kühlung auch in sengenden Wüsten gewährleistet wird.