Entwicklung eines Kühlschrankes für netzferne Regionen
Förderprogramm
Die GTW Hof wurde mit einer Zuwendung von 1.474.000 € aus EFRE-Mitteln zu 50 % kofinanziert.
Hintergrund
In netzfernen Regionen kann nicht oder nur mit großem Aufwand elektrisch gekühlt werden. Elektrische Kühlung verursacht hohe Investitionskosten. Sie ist energieintensiv und die Unterhaltung teuer. Zudem benötigt die elektrische Kühlung eine durchgängige Energieversorgung. Diese Voraussetzung ist in weiten Teilen der Welt nicht gegeben. Daher wurden Lösungen gesucht, die für netzferne Regionen praktikabel sind und zu einer Steigerung der Lebensqualität vor Ort führen sollten. Der Verdunstungskühlschrank bietet eine einfache und günstige Möglichkeit Lebensmittel zu kühlen und zu lagern. Besonders günstig ist er für kurzzeitige Lagerung von Lebensmitteln in heißen und trockenen Gebieten.
Zielsetzung
Das Partnerunternehmen InnoQuer und das Institut für Wasser- und Energiemanagement (iwe) entwickelten gemeinsam einen Kühlschrank der ohne Elektrizität – nach dem Prinzip der Verdunstungskühlung – funktioniert. Das Ziel war es, einen preisgünstigen, umweltfreundlichen niedrig-energie Kühlschrank aus regional verfügbaren Materialien herzustellen. Der Verdunstungskühlschrank bietet eine einfache und günstige Möglichkeit Lebensmittel zu kühlen und zu lagern. Er reduziert nicht nur die Lagertemperatur, sondern erhöht auch die Luftfeuchte. Dies ist entscheidend für die Frische der Lebensmittel. Die anvisierte Zielgruppe waren Privathaushalte auf den Kap Verden. Später soll das Modell so weiterentwickelt werden, dass es auch in anderen netzfernen Regionen Anwendung findet.
Aufgabe der Hochschule war dafür die Erarbeitung verschiedener theoretischer Modelle eines Kühlschranks auf Basis von Verdunstungskühlung. Der Projektpartner Innoquer fertigte daraus ein Modells in Originalgröße, ausgewählt wurde das Modell, welches unter den vorherrschenden Bedingungen des Einsatzgebietes am besten arbeitete. Ein weiterer Schritt war die Vermessung des Modelles und der Vergleich der theoretischen Daten mit den Messergebnissen durch das iwe. Anhand der Ergebnisse wurde dann etwaiges Optimierungspotential des Modells durch das iwe identifiziert.
Technologie
Die Grundlage für die Funktion des Kühlschrankes bildete die Verdunstungskühlung. Zur Verdunstung von Wasser wird Energie benötigt. Diese wird in Form von Wärmeenergie, der Umgebungsluft entzogen und führt so zu einer Absenkung der Lufttemperatur. Der Kühleffekt ist in trockenem und heißem Klima am höchsten. Unser Modell nutzte dieses Prinzip durch eine einfache Konstruktion aus. Der Kühlschrank wurde aus Hohlraumziegeln gefertigt. Diese wurden mit Sand befüllt. Der Sand im Hohlraum der Ziegel wurde bewässert und der Kühlschrank mit einem Dach aus Eukalyptusfasern verschlossen. Das Wasser konnte durch die Porosität der Ziegel diffundieren und an der Außenseite verdunsten. Der Umgebungsluft im Kühlschrank wurde somit Energie entzogen und die Temperatur im Inneren sank ab.
Ergebnisse
Das Institut für Wasser- und Energiemanagement hat ein theoretisches Modell eines Kühlschranks auf Basis von Verdunstungskühlung aufgestellt und hinsichtlich der Effizienz beurteilt. Der Projektpartner Innoquer hat auf der Grundlage des Modells einen Prototyp in Originalgröße hergestellt, mit dem unter den vorherrschenden Bedingungen des Einsatzgebietes die besten Ergebnisse zu erwarten sind. Der Prototyp wurde in der Klimakammer des Instituts unter definierten Bedingungen getestet. Mit den durchgeführten Versuchen wurde eine Kühlwirkung nachgewissen, die Effizienz quantifiziert und weiteres Optimierungspotential identifiziert.
Projektpartner
InnoQuer
Waldsteinweg 16
95182 Döhlau