Absorptionskältemaschine im Einfamilienhaus

Eine Absorptionskältemaschine (AKM) ist eine Kälteanlage, die nicht durch einen elektrischen Kompressor angetrieben wird, sondern durch Wärme. Im Gegensatz zur klassischen Kompressionskälte wird das Kältemittel nicht mechanisch verdichtet, sondern durch einen thermochemischen Prozess (Absorption und Desorption) im Kreislauf geführt. Gängige Arbeitsstoffpaare sind Wasser/Lithiumbromid (für Kühlung > 0 °C) und Ammoniak/Wasser (für Kühlung bis unter 0 °C).

Die Wirtschaftlichkeit hängt maßgeblich davon ab, wie günstig die Antriebswärme verfügbar ist. Wenn eine Solarthermieanlage oder eine PV-Anlage mit Wärmekonverter ohnehin vorhanden ist und im Sommer Überschuss produziert, kann eine AKM sinnvoll sein. Die hohen Anschaffungskosten amortisieren sich meist erst nach 15–25 Jahren, das ist länger als bei einer klassischen Kompressionsklimaanlage mit Split-Gerät (5–12 Jahre). Für Neubauten mit Solarthermie ist die Kombination attraktiver als im Bestand.

Einstufige Absorptionskältemaschinen benötigen Antriebstemperaturen von 70–100 °C, das ist der typische Arbeitsbereich von Solarthermieanlagen (Flachkollektor: 60–90 °C, Vakuumröhre: 80–120 °C). Zweistufige Anlagen erfordern 130–180 °C und sind daher eher für BHKW-Abwärme oder Gasabsorber geeignet. Eine PV-Anlage kann die AKM nur indirekt antreiben, über elektrische Heizstäbe, die zunächst Wasser erhitzen.

Der Wärme-COP (auch Leistungszahl oder EER bezogen auf die Antriebswärme) liegt bei einstufigen AKMs bei 0,60–0,80. Das bedeutet: Mit 1 kWh Antriebswärme erzeugt die Maschine 0,6–0,8 kWh Kälte. Dazu kommt die Kondensationswärme (ca. 1,6–1,8 kWh), die abgeführt werden muss (Rückkühler). Im Vergleich: Ein klassisches Splitgerät hat einen EER von 3–5. Die AKM ist also primärenergetisch effizienter, wenn Abwärme oder Solarwärme die Antriebsenergie liefert, die sonst ungenutzt wäre.

Ja, allerdings nicht direkt. Eine PV-Anlage liefert Strom, keine Wärme. Um eine AKM anzutreiben, muss der PV-Strom zunächst in Wärme umgewandelt werden (Heizstab, Widerstandsheizung), was Verluste bedeutet. Die typische Kette ist: PV-Strom (1 kWh) → Heizstab → Wärme (0,95 kWh) → AKM (COP 0,7) → Kälte (0,67 kWh). Ein Splitgerät würde aus 1 kWh Strom direkt 3–5 kWh Kälte erzeugen. Deshalb lohnt die AKM direkt mit PV nur, wenn der Überschussstrom alternativlos wäre, z. B. wenn die Einspeisevergütung sehr gering ist und kein Speicher vorhanden ist.

Für ein durchschnittliches Einfamilienhaus (150 m², moderne Dämmung, moderate Verglasungsfläche, Standort Süddeutschland) liegt der Kühlbedarf typisch bei 4–8 kW Spitzenleistung. Als Faustregel gilt: 40–60 W/m² Wohnfläche für gut gedämmte Gebäude, 60–100 W/m² für Altbauten mit großen Fensterflächen. Eine genaue Berechnung nach DIN 4108-2 / EN 12831-3 ist für die korrekte Auslegung unerlässlich.

Ja, in bestimmten Konstellationen. Im Rahmen der Bundesförderung Effiziente Wärmenetze (BEW) sind AKMs in Verbindung mit Wärmenetzen förderfähig. Die BAFA fördert solarthermische Anlagen, die eine AKM antreiben, im Rahmen der BEG (bis 25 % auf die Solarthermiekomponente). Einige Bundesländer und kommunale Energieversorger bieten zusätzliche Programme an. Wichtig: Förderanträge müssen immer vor Beginn der Maßnahme gestellt werden.

Das ist einer der wesentlichen Vorteile: Da kein Kompressor vorhanden ist, sind Absorptionskältemaschinen sehr leise. Geräuschquellen sind lediglich die Pumpen (Lösungsmittelpumpe, Kältewasserpumpe) und der Rückkühler (falls Luftkühlung). Typische Schallleistungspegel liegen bei 40–55 dB(A), vergleichbar mit einem modernen Kühlschrank. Splitgeräte und Kompressionskältemaschinen sind deutlich lauter (55–70 dB(A) am Außengerät).