Klimatisieren mit Sonne und Wärme

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05.04.2004
15:29 Uhr
BINE
Informationsdienst
Seite 13
Klimatisieren mit
Sonne und Wärme
Bereits heute stehen verschiedene Verfahren
zur Verfügung, Niedertemperaturwärme für
die Klimatisierung von Gebäuden zu verwerten.
Besonderen Charme hat die Nutzung der
Sonnenenergie wegen der weitgehenden
Gleichzeitigkeit von Kühllasten und hoher
Solareinstrahlung – zumindest im saisonalen
Gedruckt auf 100% Recyclingpapier ohne optische Aufheller
Maßstab.
R
aumlufttechnische Anlagen – gleich welcher Art –
erhöhen den Energiebedarf, das Investitionsvolumen
und die Wartungskosten eines Gebäudes. Ziel jeder
Gebäudeplanung sollte es daher sein, den Kühlungsbedarf zu minimieren. Dennoch ist es in vielen Fällen notwendig, aktive Systeme zur
Regelung von Temperatur und Raumluftfeuchte einzusetzen. In Kongresszentren, Theatern,
1
Die derzeit größte Solaranlage zur solaren
Klimatisierung steht rund 50 km nord-östlich
von Athen in Griechenland. Die 2.700 m2 große
Kollektoranlage versorgt zwei Adsorptionskältemaschinen mit je 350 kW Leistung, die zur Klimatisierung einer Kosmetikfabrik genutzt werden
(Bild: E. Podesser, Joanneum Research,
Graz/Österreich)
Warenhäusern usw. lässt sich ein behagliches Raumklima in der Regel nur mit raumlufttechnischen Anlagen zuverlässig aufrecht erhalten.
Bisher werden für die Gebäudeklimatisierung hauptsächlich Kompressionskältemaschinen
eingesetzt. Die früher ozonschädigenden Kältemittel dieser Anlagen konnten durch
FCKW-freie Ersatzstoffe substituiert werden, die jedoch auch nicht gänzlich unproblematisch
für das Erdklima sind. Außerdem haben Kompressionskältemaschinen einen hohen
Strombedarf, der vornehmlich zu Spitzenlastzeiten abgerufen wird.
In den USA und Japan erreichen mit Gas befeuerte Absorptionskältemaschinen große
Marktanteile. Diese nutzen im Sommer freie Kapazitäten des Gasnetzes und reduzieren
so die Spitzenlasten des Stromnetzes. Mit dem hohen Temperaturniveau der Gasfeuerung
sind Kälteleistungen bis zum 1,2-fachen der eingesetzten Wärmeleistung erreichbar.
In den letzten Jahren wächst das Interesse an wärmegetriebenen Kühl- und Entfeuchtungsverfahren, die Wärme auf niedrigem Temperaturniveau wie z.B. Fernwärme, Abwärme
und insbesondere auch solare Wärme für die Klimatisierung nutzen. Im Rahmen von
DESIGN WORKS, Bonn
Pilotvorhaben und Demonstrationsprojekten wurden etliche Anlagen realisiert. Zum Einsatz
kamen sowohl geschlossene Systeme wie Ad- und Absorptionskältemaschinen als auch
offene Kühl- und Entfeuchtungsverfahren wie die sorptionsgestützte Klimatisierung.
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05.04.2004
15:28 Uhr
Seite 2
Mit Wärme kühlen
Zentrale Anlagen zur Raumklimatisierung können nach der Art
des verwendeten Verfahrens unterschieden werden. Geschlossene
Kältemaschinen stellen Kaltwasser bereit, während offene
Sorptionsverfahren zur direkten Luftkonditionierung, also Temperaturabsenkung und Entfeuchtung, eingesetzt werden.
Gebäude
Verteil-Medium
Technologie
Kühllastberechnung (Gebäudeparameter wie z.B. Materialien,
Wandaufbauten, Geometrie,
Orientierung; interne Lasten,
meteorologische Bedingungen)
=> Kühl-/Heizlast; benötigter
hygienischer Luftwechsel
Installation einer zentralen
Lüftungsanlage sinnvoll
und erwünscht?
Reines Kaltwasser-System
Klima
moderat
und extrem
Thermisch angetriebene
Kältemaschine,
Kaltwassernetz, 6°C - 9°C
nein
ja
Kann Kühllast über hygienischen nein
Luftwechsel gedeckt werden?
Zuluft-Anlage
+ Kaltwassersystem
Klima
moderat
und extrem
ja
Zuluftanlage, thermisch
angetriebene Kältemaschine,
Kaltwassernetz, 6°C - 9°C
Gebäude tauglich für eine
Zu-/Abluft-Anlage
nein
(d.h. ausreichend dichte
Gebäudeausführung?)
ja
Klima
moderat
Gebäude tauglich für eine
Zu-/Abluft-Anlage
(d.h. ausreichend dichte nein
Gebäudeausführung?)
Zu-/Abluft-Anlage
+ Kaltwassersystem
ja
extrem
DEC System:
Standard-Konfiguration,
Kaltwassernetz
12°C - 15°C
Konventionelle
Zu-/Abluft-Anlage,
thermisch angetriebene
Kältemaschine, Kaltwassernetz, 6°C - 9°C
DEC System:
spezielle Konfiguration
für feuchte Klimata,
Kaltwassernetz, 12°C - 15°C
Reines Luft-System
Zu-/Abluft-Anlage
Klima
moderat
DEC System:
Standard Konfiguration
extrem
Konv. Zu-/AbluftAnlage, thermisch
angetriebene Kältemaschine, 6°C - 9°C
DEC System:
spezielle Konfiguration
für feuchte Klimata
2
Entscheidungsdiagramm für die Systemauswahl
Einsatzmöglichkeiten und Klima
Das Wohlbefinden und die Leistungsfähigkeit
von Menschen hängt entscheidend von den
sie umgebenden Bedingungen ab. Neben
sauberer, frischer Luft sind die Temperatur
und die Feuchte der Raumluft bzw. der umgebenden Raumflächen hierfür die wichtigsten
Parameter. Aufgabe der Klimatechnik ist
deshalb nicht nur die Begrenzung der
Raumtemperatur sondern auch die Kontrolle
der Feuchte der Raumluft. In vielen Regionen
2
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ist aus diesem Grund die Luftentfeuchtung
eine zentrale Aufgabe klimatechnischer
Anlagen.
Heute sind unterschiedliche raumlufttechnische Verfahren verfügbar, die Wärme auf
niedrigem Temperaturniveau (<90 °C) nutzen.
Bisher werden nur zentrale Anlagen für
Gebäude oder Gebäudebereiche installiert.
Anlagen für den dezentralen Einsatz in einzelnen Räumen sind noch nicht auf dem Markt.
Zur Verfügung stehen geschlossene Systeme
wie Ad- und Absorptionskältemaschinen
und offene Kühl- und Entfeuchtungsverfahren
wie die sorptionsgestützte Klimatisierung
(SGK). Ein Entscheidungsschema zur
Systemauswahl zeigt 2 .
Dabei wird davon ausgegangen, dass
sowohl eine Kontrolle der Raumtemperatur
als auch der Raumluftfeuchte stattfindet. Abhängig von den Kühllasten kann entweder
eine Nur-Luft-Anlage, ein rein wassergestütztes System oder ein kombiniertes Wassersystem
mit Lüftungsanlage eingesetzt werden. Das
technische Entscheidungskriterium ist, ob der
hygienische Luftwechsel auch zur Abfuhr der
sensiblen und latenten Kühllasten ausreicht.
In diesem Fall ist eine Nur-Luft-Anlage eine
geeignete Lösung. Die Variante mit Zu-/ Abluft-Anlage ist nur bei ausreichend dicht
ausgeführten Gebäuden sinnvoll. Bei dieser
kann Niedertemperaturwärme über offene
sorptionsgestützte Anlagen (DEC) oder mit
konventioneller Lüftungstechnik in Verbindung mit thermisch angetriebenen Kältemaschinen eingesetzt werden. Wenn eine Zu-/Abluftanlage nicht eingesetzt werden kann,
sind thermisch angetriebene Kaltwassererzeuger die beste Möglichkeit der Nutzung
von Niedertemperaturwärme.
Kaltwasserverfahren
Bei der Verwendung von geschlossenen Kältemaschinen wird Kaltwasser bereit gestellt,
das in unterschiedlicher Weise für die Raumklimatisierung eingesetzt werden kann. Die
benötigte Kaltwassertemperatur hängt entscheidend davon ab, ob Geräte versorgt
werden, die auch für die Luftentfeuchtung
(latente Lasten) benutzt werden, oder ob die
angeschlossenen raumseitigen Komponenten
nur zur Abfuhr sensibler Lasten, d.h. zur
Kontrolle der Temperatur, dienen. In zentralen
Lüftungsgeräten oder dezentralen Umluftgeräten (fan-coils), die sowohl zur Kontrolle
der Temperatur als auch der Feuchte der
Raumluft verwendet werden, wird die Luft
unter den Taupunkt abgekühlt. Dadurch
kondensiert ein Teil des Wasserdampfes in
der Luft und die absolute Feuchte sinkt. Um
hier eine ausreichende Luftentfeuchtung zu
ermöglichen, sind Kaltwassertemperaturen
im Bereich 6 - 9 °C erforderlich. Soll die
Kältemaschine jedoch lediglich für die
Abfuhr sensibler Lasten eingesetzt werden,
so reichen deutlich höhere Kaltwassertemperaturen im Bereich 15 - 20 °C aus. Beispiele
für entsprechende raumseitige Komponenten
sind Flächenkühlsysteme also Kühldecken,
Fußbodenkühlung, Wandflächen mit integrierten Kapillarrohrmatten, die Bauteilkühlung bzw. Betonkernkühlung. In Frage
kommen auch andere Systeme der stillen
Kühlung wie Umluftkühler, die mit natürlicher Luft-Zirkulation arbeiten.
Jede thermisch angetriebene Kältemaschine
ist durch drei Temperaturniveaus charakterisiert 3 : das hohe Temperaturniveau, bei
dem die Antriebswärme aufgenommen
wird, das niedrige Temperaturniveau, bei
dem die Nutzkälte bereit gestellt, d.h. die
Wärme vom klimatisierten Raum aufgenommen wird und ein mittleres Tempera-
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05.04.2004
Antriebswärme
hohe Temperatur, TH
Solarkollektor
Wärmeabgabe
mittlere Temperatur, TM
Umgebung, z.B.
Kühlturm
Klimatisierungssystem
Nutzkälte
Niedrige Temperatur, TC
Coefficient of Performance = COP =
COPPE =
15:28 Uhr
Kälteleistung
Antriebswärme
Nutzkälte
PE Antriebswärme + PE,Strom Strombedarf
3
Thermodynamische Verhältnisse bei thermisch
angetriebener Kälteerzeugung. Temperaturniveaus
und allgemeine Definition des COP sowie wichtigste
Gleichungen. PE,Wärme beschreibt den Umwandlungsfaktor von Primärenergie in Antriebswärme
und PE,Strom den entsprechenden Umwandlungsfaktor von Primärenergie in Elektrizität
turniveau, bei dem die Wärme abgeführt
wird. Für diese Wärmeabfuhr wird in den
meisten Fällen ein Nasskühlturm verwendet.
Eine Schlüsselgröße zur Beschreibung der
Effizienz von thermisch angetriebenen Kältemaschinen ist das Wärmeverhältnis (engl.
Coefficient of Performance, COP). Der COP
ist definiert als das Verhältnis aus Kälteleistung und hierfür benötigter Antriebswärmeleistung 3 . Ein realistischer Vergleich von
unterschiedlichen Verfahren hinsichtlich
der energetischen Effizienz erfordert jedoch
eine Betrachtung des gesamten Energieaufwandes einschließlich der elektrischen Verbräuche von Pumpen usw. Dabei ist zu
beachten, dass ein direkter Zusammenhang
zwischen dem COP und der an die Umgebung abzuführenden Wärmemenge besteht:
je kleiner der COP, desto größer ist die Wärmemenge, die an die Umgebung abgeführt
werden muss, und desto größer ist demzufolge auch der Aufwand an elektrischer
Energie für die Pumpe des Kühlwasserkreises
Seite 3
und den Ventilator im Kühlturm; zu den
wichtigsten Gleichungen 3 .
Die wichtigsten Verfahren zur Kaltwassererzeugung werden hinsichtlich ihrer grundlegenden wichtigsten Kenngrößen in 4 verglichen.
Antriebswärme
FoL
AbL
AuL
ZuL
Offene Verfahren
(sorptionsgestützte Verfahren)
Kälteleistung PKälte = V L (hAuL - hZuL)
Kühlleistung PKühl = V L (hAuL - hZuL)
Offene Verfahren basieren generell auf
einer Kombination der sorptiven Luftentfeuchtung mit der Verdunstungskühlung.
Sie werden im deutschsprachigen Raum als
sorptionsgestützte Klimatisierung (SGK)
und im Englischen als „Desiccant Cooling“
oder „Desiccant and Evaporative Cooling
(DEC)“ bezeichnet. Das Kältemittel – Wasser – ist dabei in direktem Kontakt mit der
Atmosphäre – deshalb die Bezeichnung als
„offene Verfahren“. Da bei Anlagen dieser
Art generell Luft behandelt wird, handelt es
sich immer um Lüftungsanlagen. Eine Lüftungsanlage hat primär die Aufgabe, einen
Raum mit gefilterter Frischluft zu versorgen. Die Sorptionstechnik ermöglicht es mit
Hilfe von thermischer Antriebsenergie, diese
Frischluft zu konditionieren, also ihre Temperatur und Feuchte in einem komfortablen
Bereich einzustellen. Somit geht die Funktion
über die Kältebereitstellung hinaus, was
auch einen direkten Vergleich mit Kaltwassererzeugern schwierig macht.
Ob eine solche Lüftungsanlage ausreichend
Kühlleistung liefert, um als alleinige Komponente unter allen Bedingungen den erwünschten Raumkomfort zu garantieren, hängt
einerseits von der Zusammensetzung der
Kühllasten und andererseits vom Volumenstrom der Anlage ab. Generell gilt, dass aus
energetischer Sicht eine Begrenzung des
Volumenstroms der Lüftungsanlage auf die
hygienischen Erfordernisse, also den hygienischen Luftwechsel, sinnvoll ist. Mit diesem
hygienischen Luftwechsel sollten alle Feuchtlasten abgeführt werden. Darüber hinausgehende sensible Kühllasten sind dann am
spezifische Enthalpie h = (cL + cW,V x) TL + x r0
Coefficient of Performance = COP =
Kälteleistung
Antriebswärme
5
Definition von Kälteleistung, Kühlleistung und COP
bei thermisch angetriebenen Verfahren der direkten
Luftkonditionierung.
AuL=Aussenluft,
ZuL=Zuluft, AbL=Abluft, FoL=Fortluft,
.
V=Luftvolumenstrom, L=Dichte trockener Luft,
cL=spezifische Wärmekapazität (feuchte Luft),
cW,V=spezifische Wärmekapazität von Wasserdampf,
TL=Temperatur, x=absolute Feuchte, r0=spezifische
Verdampfungsenthalpie
günstigsten mit raumseitigen Komponenten
wie Flächenkühlsystemen abzuführen. Insbesondere bei kleinen Anlagen scheitert
eine solche Lösung allerdings häufig an den
höheren Investitionskosten, da zwei Systeme –
Lüftungsanlage und System mit Kaltwasser –
benötigt werden.
Die Definition des COP für offene Klimatisierungsverfahren sowie die Definition der
Kälteleistung und der Raumkühlleistung ist
in 5 zusammengefaßt. Auch für diese Verfahren müssen für einen realistischen Vergleich der energetischen Effizienz alle Energieverbräuche einbezogen werden. Bei den
offenen Verfahren ist vor allem die elektrische Energie zum Antrieb der Ventilatoren
von Bedeutung, da im Vergleich zu
konventionellen Lüftungsanlagen in der
Regel zusätzliche Komponenten installiert
sind, die einen höheren Druckverlust und
somit einen höheren Strombedarf zur Luftförderung bedingen.
Wichtigste typische Kenndaten von thermisch angetriebenen Kältemaschinen
Verfahren
Absorptionskältemaschine
Anzahl Stufen
1-stufig
Sorptionsmittel
Lithiumbromid
Wasser
Silikagel
Arbeitsstoff
Wasser
Ammoniak
Wasser
Antriebstemperatur 80°C - 110°C
Adsorptionskältemaschine
2-stufig
1-stufig
1-stufig
140°C - 160°C
80°C - 120°C
60°C - 95°C
Heisswasser, Dampf,
Direktbefeuerung
Heisswasser, Dampf,
Direktbefeuerung
Heisswasser
Antrieb durch
Heisswasser, (evtl. Dampf,
einige auch mit Direktbefeuerung)
COP
0,6-0,8
0,9-1,2
0,3-0,7
0,4-0,7
Leistungsbereich,
marktverfügbar
wenige Hersteller > 20 kW (Heisswasser),
viele Hersteller > 100 kW
wenige Hersteller > 50 kW,
mehrere Hersteller > 100 kW
kleine Anlagen nur direkt
befeuert, große Anlagen
kundenspezifisch
50 - 350 (Mayekawa),
250 - 500 (Nishyodo)
Hersteller
York ,Yazaki, EAW, Trane, Carrier, Broad, Ebara, LG Machinery,
Sanyo-McQuay, Sulzer-Escher Wyss, Entropie, Century
Direkt befeuert: Robur, Colibri, Mayekawa, Nishyodo
AWT, Mattes; Heisswasser,
Dampf: ABB, Colibri, Mattes
4
Übersicht über die wichtigsten Verfahren zur Kaltwassererzeugung für die Raumklimatisierung (Temperaturen, COP-Werte, Marktverfügbarkeit, Leistungsbereich, Hersteller
(ohne Anspruch auf Vollständigkeit))
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05.04.2004
15:28 Uhr
Seite 4
Technologien und ausgeführte
Anlagen
Derzeit sind in Deutschland rund 25 Anlagen zur solaren Gebäudeklimatisierung und in Europa insgesamt rund 40 Anlagen mit
einer Gesamtkollektorfläche von etwa 17.000 m2 und einer
Gesamtkälteleistung von rund 4,4 MW installiert. Die meisten
Anlagen entstanden im Rahmen von geförderten Projekten. Vielfach
wurden sie wissenschaftlich begleitet.
400
Absorption
Adsorption
SGK-Technik
8,00
350
7,00
300
6,00
250
5,00
200
4,00
100
2,00
50
1,00
0
0,00
6
Garching
Stuttgart
Würzburg
Dresden
Augsburg
Freiburg
Remscheid
Kamenz
Bremen
Dresden
Riesa
Bückeburg
Stuttgart
Althengstett
Freiburg I
Freiburg II
3,00
Köthen
Berlin I
Berlin II
150
Köln
Langenau
installierte Kälteleistung, [kW]
Absorptionskältemaschinen sind die am
weitesten verbreitete Technik thermisch
angetriebener Kälteerzeugung. Ihr Haupteinsatzgebiet ist die Kältebereitstellung unter
Ausnutzung von Fernwärme, industrieller
Abwärme oder der Abwärme eines Blockheizkraftwerkes (BHKW). Bei Absorptionskälteanlagen wird wie bei Kompressionsmaschinen die Abhängigkeit des Siede- und
Taupunkts eines Kältemittels vom Druck ausgenutzt. Durch Einsatz eines Sorptionsmittels wird eine thermische Verdichtung des
Kältemittels mit Wärme als Antriebsenergie
erreicht, so dass keine hochwertige Elektroenergie für die Kälteerzeugung verwendet
wird. Die am häufigsten eingesetzten Kälte/Sorptionsmittelpaarungen sind H2O/LiBr
Solare Klimatisierungsanlagen in Deutschland: installierte Kälteleistung in kW
und spezifische Kollektorfläche in m2/kW für Anlagen mit Kaltwassererzeugern
(Absorption links, Adsorption Mitte) und für offene, sorptionsgestützte Anlagen
(rechts) (nach /Albers2001/ und /Hindenburg2002/)
4
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9
8
Neue Absorptionskältemaschine, maximale Kälteleistung 14 kW (Quelle: Phönix Sonnenwärme)
verflüssigt. Das Kältemittel kann nun – nach
Drosselung auf das niedrige Druckniveau –
im Verdampfer erneut verdampft werden.
Die im Generator entstandene konzentrierte
Lösung wird über einen Lösungswärmeübertrager (HX) in den Absorber zurückgeführt und kann dort das Kältemittel wieder
absorbieren. Durch die Abkühlung der konzentrierten Lösung und Vorwärmung der
verdünnten Lösung im Lösungswärmeübertrager wird die Effizienz der Anlage deutlich
verbessert. Damit ergeben sich in der Regel
COP-Werte von 0,7 bis 0,8 für einstufige
Anlagen. Zwei-stufige Systeme erreichen
höhere COP-Werte im Bereich bis zu 1,2.
Sie benötigen allerdings Antriebswärme auf
einem höheren Temperatur-Niveau von ca.
140-160°C.
Bisher wurden Absorptionskältemaschinen
vor allem mit Kälteleistungen größer 200-
100
0%
40%
50%
10
60%
G
C
HX
Druck / mbar
Absorptionskältemaschinen
und NH3/H2O. Für Anwendungen oberhalb von ca. 4°C (Gebäudeklimatisierung)
wird üblicherweise H2O/LiBr eingesetzt, da
hiermit im Allgemeineren eine höhere Effizienz erreicht wird. Der Vorteil von
NH3/H2O-Anlagen liegt dagegen im geringeren Gefrierpunkt von NH3, so dass auch
Nutztemperaturen deutlich unterhalb von
0°C erreicht werden können. Beide Stoffpaarungen haben keine klimarelevanten Auswirkungen. Im folgenden wird exemplarisch
das Stoffpaar H2O/LiBr betrachtet.
Der Verdampfer (E) befindet sich auf niedrigem Druckniveau bei ca. 10 mbar 7 .
Das Kältemittel Wasser verdampft daher
bereits bei 4-7°C und erzeugt durch die
Aufnahme der notwendigen Verdampfungsenergie die nutzbare Kälteleistung. Der entstandene Kältemitteldampf wird im Absorber
(A) durch konzentrierte LiBr-Lösung absorbiert und kann – da er sich jetzt im flüssigen
Zustand befindet – durch geringen Energieaufwand mit einer Lösungsmittelpumpe (SP)
auf das höhere Druckniveau gefördert werden.
Durch die Zufuhr von solar erzeugter Antriebswärme mit einer Temperatur von ca.
60° bis 95°C wird der Kältemitteldampf im
Generator (G) wieder aus der H2O/LiBrLösung ausgetrieben und im Kondensator
durch zugeführtes Kühlwasser bei ca. 30°C
spezifische Kollektorfläche, [m2/kW]
Die heute installierten Anlagen unterscheiden
sich in der hydraulischen Verschaltung, in
der Art der eingesetzten Kollektoren sowie
der Kollektorgröße und hinsichtlich vieler
weiterer Ausführungsdetails. Dennoch werden bisher nur einige wenige Technologien
verwendet. Im Folgenden werden die wichtigsten Techniken anhand von ausgeführten
Beispielen vorgestellt. 6 zeigt die spezifische Kollektorfläche und die Größe der
Anlagen in Deutschland.
SP
10
1
7
E
A
10
20
30
40
50
60
Temperatur [°C]
70
Prinzip einer Absorptionskältemaschine (van’t Hofft-Diagramm)
80
90
100
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05.04.2004
15:28 Uhr
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Kondensator
Anschluss weiterer
Kältemaschinen aus
der Liegenschaft
Vakuumröhrenkollektoren mit
348 m2 Brutto-Kollektorfläche
Schwerkraftkühlsysteme
in der Giebelwand
ca.100 kW
Phase 1
Desorption
Adsorption
Phase 4
Kondensator
AKM 2
44 kW
Verdampfer
Verdampfer
Kondensator
Phase 3
Wärmerückgewinnung
Wärmerückgewinnung
Anschluss
an NT-Heizung
Anschluss an
Fernwärme
Verdampfer
AKM 1
44 kW
Hydraulische
Weiche
2 Speicher mit
jeweils 800 l
Phase 2
Kondensator
Anschluss an
zentrale Kälteversorgung
mit EDV-Bereich
Adsorption
Desorption
Verdampfer
9
Anlagenschema der Anlage im Presse- und Informationsamt der Bundesregierung
(BPA) in Berlin
300 kW eingesetzt. Für den Anwendungsbereich kleiner Leistungen war lediglich eine
Anlage eines japanischen Herstellers mit
einer Nennleistung von 35 kW marktverfügbar, wobei die Mindestantriebstemperatur
mit 75°C angegeben wurde. Die Anforderungen an ein gutes Teillastverhalten (hohe
COP-Werte) bei gleichzeitig geringen und
zeitlich variablen Antriebstemperaturen bei
der solar gestützten Kälteerzeugung haben
vor allem in Deutschland zu einer Weiterentwicklung von Absorptionskälteanlagen
geführt.
10
Solar gekühlte Giebelwandbebauung im Presse- und
Informationsamt der Bundesregierung (BPA) in Berlin
mit Vakuumröhrenkollektoren auf dem Dach (Quelle:
IEMB Berlin)
8 zeigt z.B. ein neu entwickeltes Gerät der
Firma Phönix Sonnenwärme mit einer
maximalen Leistung von 14 kW, welches
bereits bei Antriebstemperaturen von 60°C
ca. 6 kW Kälte erzeugen kann. Gleichzeitig
ergibt sich unter diesen Teillastbedingungen
(43% Last) immer noch ein COP von ca.
0,7. Vorteilhaft für Solaranlagen ist dabei,
dass auch Temperaturen unter 60°C genutzt
werden können. Der unvermeidbare Rückgang der erzeugbaren Kälteleistung kann
dann z.B. durch Absenkung der Kühlwassertemperatur verringert werden, was insbesondere in den Morgenstunden keinen technischen Mehraufwand bedeutet. Die dazu
notwendigen Regelkonzepte befinden sich
in der Entwicklung.
12
Wärmeversorgung
Betriebs-Zyklus einer Adsorptionskältemaschine
Kollektortyp
Vakuumröhren, direkt durchströmt
Kollektorfläche
240 m2 (Absorber), 348 m2 (Brutto)
Heisswasserspeicher
1.5 m3
Backup-Wärmequelle Fernwärme
Kältebereitstellung
Kältemaschine
2 Absorptionskältemaschinen Yazaki WFC 10
Kälteleistung
2 x 44 kW
Backup-Kälte
–
11
Schlüsseldaten der Anlage im Bundespresseamt
Bundespresseamt
Im Jahr 2000 wurde im Presse- und Informationsamt der Bundesregierung in Berlin
(BPA) ein System zur solar gestützten Kälteerzeugung mit Absorptionskälteanlagen
errichtet. Das Anlagenschema zeigt 9 . Die
Kältebereitstellung für die sogenannte Giebelwandbebauung 10 wird über Schwerkraftkühlsysteme realisiert, die aus einem Kältenetz von zwei Absorptionskälteanlagen vom
Typ Yazaki WFC10 versorgt werden. Die
Vorlauftemperatur wurde dabei auf 16°C
und die Rücklauftemperatur auf 20°C ausgelegt. Die Absorptionskälteanlagen werden im
Sommer ausschließlich durch die Heizwärme
eines Solarkollektorfeldes mit direkt durchströmten Vakuumröhrenkollektoren angetrieben. Überschüssige, solar erzeugte Kälte kann
in einen Gebäudeteil mit EDV-Bereich und
ganzjährigem Kältebedarf genutzt werden.
Auf einen Kältespeicher konnte dadurch
verzichtet werden. Aufgrund eines unzureichenden hydraulischen Abgleichs des Kollektorfeldes wurden in den ersten Betriebsjahren
im BPA teilweise so hohe Temperaturen
erreicht, dass einzelne Kollektoren in den
partiellen Stillstand übergingen. Dadurch
wurde die mögliche Heizleistung des Kollektorfeldes und damit die solare Kälteerzeugung
reduziert. Da die mittleren Kollektortemperaturen von solaren Kühlsystemen im Allgemeinen höher sind als bei Anlagen zur
Trinkwassererwärmung, ist hier ein guter
hydraulischer Abgleich besonders wichtig.
Es ist bekannt, dass die Antriebstemperatur
einen großen Einfluss auf die Leistungsfähigkeit einer Absorptionskälteanlage hat.
Andererseits hat sich gezeigt, dass durch die
Kühlwassertemperatur nicht nur die Leistungsfähigkeit sondern auch die minimal
notwendige Antriebstemperatur der im BPA
eingesetzten Absorptionskälteanlagen beeinflusst werden kann. Insbesondere für die
frühen Morgenstunden, in denen einerseits
tiefe Kühlwassertemperaturen ohne großen
Energieaufwand erreicht werden können
andererseits aber das Kollektorfeld noch
nicht die maximale Leistung bzw. Austrittstemperatur liefert, stellt daher eine gleichzeitige Regelung von Heiz- und Kühlwassertemperatur eine interessante Option dar
(siehe /Albers 2003/).
Adsorptionskältemaschinen
Adsorptionskältemaschinen sind bislang nur
von wenigen Herstellern aus Asien kommerziell erhältlich. Das Hauptanwendungsgebiet ist mit dem von Absorptionsanlagen
identisch. Adsorption ist die reversible
Anlagerung von Gasmolekülen in den Poren
eines hochporösen Adsorptionsmittels wie
z.B. Silikagel. Bei Adsorptionskältemaschinen
wird der im Verdampfer erzeugte Dampf
des Kältemittels in derartigen Adsorptionsmitteln angelagert. Um einen kontinuierlichen
Betrieb zu gewährleisten, sind deshalb –
ausser dem Verdampfer und dem Kondensator – mindestens zwei getrennte Kammern
mit Adsorptionsmittel erforderlich. Jede der
BINE themeninfo
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Themeninfo neu
05.04.2004
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100
SF
Heisswasser, ein
90
COP
0,9
80
60
0,7
COP, SF
Temperatur [°C]
0,8
Heisswasser, aus
70
50
Kühlwasser, aus
40
30
0,5
Kühlwasser, ein
20
Kaltwasser, ein
0,4
10
Monatsmittelwerte
Kaltwasser, aus
0
00:00
0,6
0,3
05:00
10:00
15:00
20:00
25:00
0,2
1
Zeit [mm:ss]
13
COP: 59.1 %
SF: 60.5 %
30:00
Temperaturverlauf (Heisswasser, Kaltwasser, Kühlwasser) einer Adsorptionskältemaschine
3
5
7
14
gleichartigen Kammern enthält Sorptionsmittel, das in einen Wärmetauscher eingelagert ist. Während die eine Kammer den im
Verdampfer erzeugten Kältemitteldampf
adsorbiert und somit den Kälteprozess aufrecht erhält, wird die andere Kammer regeneriert. Dazu wird sie von einem heißen Wärmeträger, z.B. Wasser, das durch eine Solaranlage erhitzt wurde, durchströmt. Der Kältemitteldampf wird ausgetrieben und kondensiert im Kondensator. Sowohl zur Kühlung
des Kondensators als auch zur Abfuhr der
Adsorptionswärme, die während der Adsorption frei wird, ist ein Kühlkreis notwendig.
Nach einer bestimmten Zeit kommt die
Adsorption zum Erliegen. Die Funktion der
Kammern wird gewechselt, wobei eine kurze
Phase zur Wärmerückgewinnung zwischengeschaltet ist. Ein vollständiger Zyklus ist in
12 dargestellt und der resultierende Temperaturverlauf in 13 . Adsorptionskältemaschinen
werden bislang nur von zwei japanischen
Firmen hergestellt. Diese Geräte sind
sowohl größer und schwerer als auch teurer
als vergleichbare ein-stufige Absorptionskältemaschinen. Allerdings hat die Adsorptionstechnik einige wesentliche Eigenschaften,
die sie für thermisch angetriebene Kälteerzeugung interessant machen. So werden
keinerlei bewegte Teile im Vakuumbereich
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BINE themeninfo
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13
15
17
19
21
23
25
27
29
31
15
COP der Kältemaschine und Beitrag der Solaranlage zur Antriebswärme der
Adsorptionskältemaschine (SF) der Anlage am Universitätsä-Klinikum Freiburg
(August 2003)
benötigt. Außerdem gibt es keine Möglichkeit
der Kristallisation wie bei Absorptionsanlagen,
so dass keine Einschränkungen hinsichtlich
der Kühlwassertemperatur bestehen. Verbesserungen in der Wärmetauschergestaltung, neue Materialien sowie neue Verfahren
der Behältertechnik versprechen für die
Zukunft deutlich höhere Leistungsdichten,
sowohl massenbezogen als auch volumenbezogen.
Adsorptionskältemaschine im Universitäts-Klinikum
Freiburg (Quelle: Fraunhofer ISE)
9
Universitäts-Klinikum Freiburg
Im Jahr 1999 wurde im Rahmen eines
durch das BMWA geförderten Vorhabens
eine Anlage zur solar unterstützten Klimatisierung eines Laborgebäudes am UniversitätsKlinikum Freiburg installiert, die mit einer
Adsorptionskältemaschine arbeitet 14 . Die
Anlage kühlt Wasser des Kältekreises von
14°C auf 10°C ab und versorgt damit die
Luftkühler in zwei Lüftungsanlagen. Das
Solarkollektorfeld besteht aus 170 m2 direkt
durchströmten Vakuumröhrenkollektoren,
die in zwei Hauptfeldern verschaltet sind.
Eines der Felder (90 m2) ist mit 45° nach
Süden geneigt, das andere Feld (80 m2) mit
30°. Als zweite Wärmequelle kann bei nicht
ausreichender Solarwärme ein Dampfwärmetauscher zugeschaltet werden. Innerhalb des
Projektes wurden fortwährend Anpassungen
und Verbesserungen, sowohl in der hydrauli-
Wärmeversorgung
schen Verschaltung als auch in der Regelung
implementiert. Die wichtigsten Modifikationen, die auch als allgemeine Planungshinweise gelten können, waren:
■ Die Integration eines seriellen Pufferspeichers in den Rücklauf der Kältemaschine ist
wichtig, um einen stabilen Betrieb zu erhalten.
Dies ist durch die periodische Schaltung der
Adsorber und die resultierenden Temperaturschwankungen bedingt 13 .
■ Der Pufferspeicher darf nur durch überschüssige Solarwärme und nicht durch den
Rücklauf der Kältemaschine bei Dampfbetrieb
geladen werden.
■ Eine Last-abhängige Regelung der Antriebstemperatur, beginnend bei einem niedrigen
Wert erhöht den solaren Deckungsbeitrag;
bei nicht ausreichender Kälteleistung wird
die Antriebstemperatur erhöht.
■ Das Teillastverhalten kann durch Betrieb
mit einer variablen Periodenlänge deutlich
verbessert werden. Dies ist eine Modifikation
gegenüber der Regelung, wie sie vom Hersteller eingestellt ist.
Im Laufe der kontinuierlichen Arbeiten an
der Anlage konnte die Leistungsfähigkeit
deutlich verbessert werden. Mittlerweile
erreicht die Kältemaschine COP-Werte entsprechend den Herstellerangaben. Der solare
Deckungsbeitrag zur Kältebereitstellung
liegt im Sommer bei rund 60% 15 .
Kollektortyp
Vakuumröhren, direkt durchströmt
Kollektorfläche
153 m2 (Absorber), 230 m2 (Brutto)
Heisswasserspeicher
6 m3 parallel eingebunden, 2 m3 seriell in
Heisswasserrücklauf der Kältemaschine
eingebunden
Backup-Wärmequelle Dampfnetz
Kältebereitstellung
16
Kältemaschine
Adsorptionskältemaschine NAK 20/70 der
Fa. GBU (Hersteller: Nishyodo/Japan)
Kälteleistung
70 kW
Backup-Kälte
–
Schlüsseldaten der Anlage am Universitäts-Klinikum Freiburg
05.04.2004
15:28 Uhr
Seite 7
Kühlwasser
27° C
Kondensator
Treibdampf
Solarrinnenkollektor 200 °C, 13 bar ü Dampfstrahlverdichter
Verdampfer
6 °C, 9 mbar
12 °C
Kaltwasser
6 °C
30 °C
Mischkondensator
35 °C,
55 mbar
Kondensat
32 °C
17
18
Grundprinzip einer Dampfstrahlkältemaschine
Parabolrinnenkollektor-Anlage auf dem Versuchsfeld des DLR in Köln
Dampfstrahlkältemaschinen
Temperatur [°C]
BackupHeizquelle
warm,
feucht
Befeuchter
Kühllasten
70
60
50
40
30
20
kühl,
trocken
10
4
Entfeuchter Wärmerückgewinnung
6
8
10
12
14
16
18
20
absolute Feuchte [g/kg]
19
Standardverfahren sorptionsgestützte Klimatisierung mit Sorptionsrotor und Zustandsverlauf im T-x-Diagramm
feuchter Luft (grüner Streckenabschnitt: Zuluft; grauer Streckenabschnitt: Zustandsänderung im Gebäude;
blauer Streckenabschnitt: Abluft; roter Streckenabschnitt: externe Wärmezufuhr)
Kälteleistung, 32/12
Kälteleistung, 28/10
COP, 32/12
COP, 28/10
10
Kälteleistung, [kW pro 1000 m3/h]
1
9
0,9
8
0,8
7
0,7
6
0,6
5
0,5
4
0,4
3
0,3
2
0,2
1
0,1
0
0
50
55
60
65
70
75
80
85
90
Regenerationstemperatur [°C]
20
COP und Kälteleistung des Standardverfahrens entsprechend Abbildung 19 für unterschiedliche Bedingungen
der Außenluft (32/12: Temperatur 32°C, absolute Feuchte 12 g/kg; 28/10: Temperatur 28°C, absolute Feuchte
10 g/kg)
Fortluft
Abluft aus
Gebäude
100
90
Antriebswärme
Temperatur [°C]
Dampfstrahlkältemaschinen werden bislang
vorwiegend in der Verfahrenstechnik, beispielsweise zur Produktkühlung genutzt, da
hier ein gleichmäßiger, kontinuierlicher Kältebedarf ohne starke Lastschwankungen
vorliegt. Erst seit Ende der 90-er Jahre wird
eine Anwendung in der Klimatechnik
erprobt. Der wesentliche Bestandteil der
Dampfstrahlkältemaschine ist der Strahlverdichter. Bei diesem wird mit Hilfe eines
Treibmediums Kältemitteldampf durch
Impulsaustausch vom Verdampferdruck–
auf das Kondensatordruckniveau gefördert.
Aufgrund des physikalischen Prinzips gibt
es im Vergleich zu den oben beschriebenen
„thermischen“ Verdichtern große Unterschiede im Leistungs- und Betriebsverhalten.
So zeichnet sie ein gutes dynamisches Verhalten, der Einsatz von Wasser als Kältemittel ohne Zusatzstoffe sowie ein vom Verdichtungsverhältnis abhängiger COP aus,
der bei Teillastbedingungen auch sehr hohe
Werte deutlich über 1 annehmen kann. Ein
mögliches Verfahrensschema zeigt 17 . Dargestellt ist ein einstufiger Dampfstrahlverdichterprozess mit direkter Anbindung an
das Kaltwassersystem. Für Anlagen mit
Aufstellung in Bereichen ohne die Möglichkeit der Rückkühlung mit Kühlwasser kann
anstelle des Oberflächenkondensators auch
ein direkt gekühlter Luftkondensator eingesetzt werden. Zur Leistungsregelung werden
Strahlverdichter in Stufen zu- und abgeschaltet, wobei sich zwei bis vier Leistungsstufen in der Praxis als ausreichend erwiesen haben. Das Verfahren besitzt eine
schnelle Ansprechgeschwindigkeit und gute
dynamische Betriebseigenschaften. Über
dasselbe Konzept erfolgt eine Anpassung
der Leistung, wenn das solare Strahlungsangebot für den Betrieb der Dampfstrahlkältemaschine nicht ausreicht. Die Antriebstemperaturen von typischerweise 200°C bedingen den Einsatz von hocheffizienten Solarsystemen mit optischer Konzentration und
ein-achsiger Nachführung wie z.B. Parabolrinnenkollektoren.
Bislang gibt es keine ausgeführte und betriebene Anlage der solaren Klimatisierung in
Verbindung mit Dampfstrahlkältetechnik.
Das Fraunhofer Institut UMSICHT hat
gemeinsam mit dem Deutschen Zentrum für
80
COP
Themeninfo neu
70
60
50
40
30
Außenluft
Enthalpietauscher
Wärmerückgewinnung
Sorptionsrotor
80
20
10
Zuluft
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30
absolute Feuchte [g/kg]
21
Schema + T-x-Diagramm des Verfahrens mit Enthalpietauscher für Außenluftbedingungen mit hoher Feuchte
(grüner Streckenabschnitt: Zuluft; grauer Streckenabschnitt: Zustandsänderung im Gebäude; blauer Streckenabschnitt: Abluft; roter Streckenabschnitt: externe Wärmezufuhr)
BINE themeninfo
7
15:28 Uhr
Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR) und GEA
Jet Pumps GmbH untersucht, wie auf der
Basis dieser Technik eine effiziente Kältetechnik für sonnenreiche Länder entwickelt
werden kann. Das Verfahren basiert auf der
Nutzung von Parabolrinnenkollektoren
18 , die bei hohen Wirkungsgraden direkt
zur Dampferzeugung eingesetzt werden
können. Mit einer Versuchsanlage wurde im
Hinblick auf zukünftige Solarkraftwerksanwendungen bereits Dampf bei Temperaturen
bis 390°C und Drücken bis 100 bar erzeugt.
Ideal für die Dampfstrahlkältemaschine
sind vergleichsweise moderate 5-15 bar.
Auch das gute Teillastverhalten der Dampfstrahlkältemaschine kommt der solaren
Kälteerzeugung entgegen. Bei niedrigen
Umgebungstemperaturen kann der Dampfverbrauch gesenkt und die Sonnenenergie
gespeichert oder über Dampfturbinen in
Strom gewandelt werden. Zudem könnte
die Endenergie Kälte auch direkt gespeichert
werden. Die Lastspitzen können dann über
die Speicher abgefangen werden, so dass das
Kollektorfeld und der Kälteprozess kleiner
ausgelegt werden können. In einer Szenariorechnung für drei Standorte werden verschiedene Verfahren technisch und wirtschaftlich bewertet. Dabei zeigt sich, dass
solare Kälteerzeugung mit Dampfstrahlkältetechnik mit solar betriebenen Wasser-LiBrAbsorptionskältemaschinen in Bezug auf die
Kältegestehungskosten konkurrieren kann.
Sorptions-Rotoren und sonstige
Feststoffverfahren
Das heute am weitesten verbreitete offene
Verfahren verwendet Sorptionsrotoren.
Dies sind Rotoren, bei denen das Sorptionsmittel – Silikagel oder Lithiumchlorid – in
eine Trägermatrix eingebracht ist und von
Luft durchströmt werden kann. Ein Bereich
des Sorptionsrotors durchläuft abwechselnd
die Zuluftseite, auf der die angesaugte Außenluft entfeuchtet wird und die Abluftseite,
auf der das angelagerte Wasser unter Zufuhr
von warmer Luft wieder desorbiert wird.
Die gängigste Verschaltung und der Zustandsverlauf im T-x-Diagramm feuchter
Luft sind in 19 dargestellt. Der COP hängt
stark von den Außenluftbedingungen ab.
Typische Werte des COP und der Kälteleistung sind in 20 dargestellt. Dabei ist zu
beachten, dass bei moderaten Außenluftbedingungen sehr hohe COP-Werte erreicht
werden können. Dies ist darin begründet,
dass im Grenzfall bei entsprechend niedrigen
Werten der Temperatur und Feuchte der
Außenluft der Prozess in einen rein ‚passiven’
Prozess, der ausschließlich die Verdunstungskühlung nutzt, übergeht, also keine
sorptive Entfeuchtung und demzufolge keine
thermische Antriebswärme benötigt wird.
Neben der dargestellten Verschaltungsweise
sind andere Varianten möglich. In einem
neuen Gerät der Fa. Munters wird z.B. der
Wärmerückgewinnungsrotor durch einen
Plattenwärmetauscher mit integrierter
Befeuchtungseinheit auf der Abluftseite
ersetzt. Außerdem findet bei diesem Gerät
8
BINE themeninfo
Seite 8
die Regeneration mit Außenluft statt,
wodurch ein Kontakt zwischen Ab- und
Zuluft vollständig ausgeschlossen ist; dies
ist z.B. bei Anwendungen mit sehr hohen
Reinheitsanforderungen der Zuluft – wie in
Krankenhäusern – erforderlich. Eine Verschaltung für die Anwendung in feuchtwarmen Klimata wurde vom Fraunhofer
Institut für Solare Energiesysteme ISE in Freiburg vorgeschlagen. Dabei wird dem Standardverfahren ein Enthalpietauscher vorangeschaltet, so dass eine Vorentfeuchtung und
-kühlung der Außenluft stattfindet, bevor
diese in den Sorptionsrotor strömt 21 .
Produktionshalle in Althengstett
Eine der ersten gewerblich genutzten solar
unterstützten Sorptionsklimaanlagen mit
Sorptionsrotor wurde zur Klimatisierung des
Neubaus einer zweigeschossigen Produktionshalle der Firma H.C. Mayer GmbH in
Althengstett errichtet und 2000 in Betrieb
genommen. Die Anlage ist für einen Außenluftvolumenstrom von 18.000 m3/h ausgelegt. Für die Regeneration wird ein Volumenstrom von 10.900 m3/h gefahren, der
aufgrund der hohen Belastung der Hallenabluft durch die Spritzgussmaschinen ebenfalls
als Außenluft angesaugt wird. Die Regenerationsluft wird zunächst mit Maschinenabwärme mit 45 kW Leistung vorgewärmt
und mit einem Anteil von 6.000 m3/h durch
ein 100 m 2 großes Luftkollektorfeld 22
nacherhitzt. Der Gesamtvolumenstrom
kann bei Bedarf durch einen Ölkessel nachgeheizt werden.
In der Sommerperiode 2002 wurden insgesamt 34.710 kWh Kälte erzeugt bei 36.460
kWh bereitgestellter Heizenergie, so dass
sich eine mittlere Leistungszahl von 0,95
ergibt. Der Deckungsgrad durch die Prozessabwärme und das Luftkollektorfeld liegt bei
knapp je 50%. Es ist bemerkenswert, dass
fast 60% der Hilfsenergie bei recht niedrigen
Außentemperaturen unter 25°C benötigt
wird. Hier sollte bei zukünftigen Projekten
eine intelligente Regelungsstrategie implementiert werden, die dafür sorgt, dass die Regenerationstemperatur so gering wie möglich
gehalten wird und nicht auf einen festen
Wert gesetzt bleibt. COP-Werte sind in 23
dargestellt.
Von der gesamten elektrischen Anschlussleis-
Wärmeversorgung
22
Solarluftkollektor der Anlage in Althengstett
(Quelle: FH Stuttgart)
7,0
7000
6,0
4,8
5000
3000
5,0
4,0
3,1
3,0
2,5
2,0
1000
COP
05.04.2004
Kühlenergie [kWh]
Themeninfo neu
2,0
0,5
1,0
1,0
0,4
0
0,0
Monat
03
04
Nur Befeuchtung
05
06
07
Regenerationsbetrieb
08
09
Gesamt-COP
23
Energiebilanz und COP-Werte der Anlage in
Althengstett
tung von 17 kW für Ventilatoren und
Antriebe werden etwa 4 kW für die Zusatzkomponenten der Sorptionstechnik benötigt.
Der zusätzliche elektrische Energiebedarf
für die Sorptionstechnik während knapp
1200 h aktiver Kühlung liegt bei 4670 kWh.
Verfahren mit flüssigen
Sorptionsmitteln
Offene sorptionsgestützte Klimatisierungssysteme mit flüssigen Sorptionsmitteln
arbeiten nach dem gleichen Prinzip wie alle
offenen Verfahren: Außenluft wird sorptiv
entfeuchtet und durch Verdunsten von Wasser
gekühlt. 27 zeigt ein für den solaren Betrieb
optimiertes System. Im Absorber wird
Außenluft mit einem konzentrierten flüssigen
Sorbens entfeuchtet, das auf gekühlten Kontaktflächen verrieselt wird. Die Sorptionswärme wird über ein Kreislaufverbundsys-
Kollektortyp
Solarluftkollektor, unterströmter Absorber
Kollektorfläche
100 m2, 35° geneigt (Süd-West)
Heisswasserspeicher
–
sonstige Wärmequelle Abwärme Kompressionskältemaschine
(ca. 45 kW), Anschluss an ölbefeuerten Kessel
Klimatechnik
24
Klimatisierungtechnik
Sorptionsgestützte Klimatisierungsanlagen
mit Sorptionsrotor (LiCl)
Leistung
Zu- und Abluft je 18.000 m3/h,
entsprechend 110 kW Kälteleistung
sonstige Kältequelle
Kompressionskältemaschine
Schlüsseldaten der Anlage in Althengstett
27
Themeninfo neu
05.04.2004
15:28 Uhr
Seite 9
25
Bürogebäude „email-fabrik“ in Amberg (Quelle: ZAE Bayern)
tem und einen indirekten Verdunstungskühler
an die Abluft abgeführt, so dass die Außenluft gleichzeitig entfeuchtet und gekühlt
wird. In einem nachfolgenden Kühler wird
die trockene Luft unter die Raumtemperatur gekühlt.
Das Sorbens wird bei der Luftentfeuchtung
verdünnt. In einem luftdurchströmten Regenerator wird es auf 60 bis 80°C erwärmt
und wieder aufkonzentriert. Wärmerückgewinnung aus der Luft und dem Sorbens
erhöht dabei den Wirkungsgrad und spart
Kollektorfläche.
Durch getrennte Lagerung von verdünntem
Regenerator
Kollektorfeld
Luft
verd.
konz.
SorbensSpeicher
Absorber
Kühler
Luft
indirekte
Verdunstungskühler
27
Prinzip einer Anlage mit Flüssigsorption und solarer
Regenerierung
und konzentriertem Sorbens kann Energie
gespeichert werden. Bei Verwendung der
üblichen wässrigen Lithiumchloridlösung
als Sorbens kann durch einen speziellen
intern gekühlten Absorber eine Energiespeicherdichte von bis zu 280 kWh/m3
erreicht werden, ohne das Entfeuchtungspotenzial der konzentrierten Lösung zu reduzieren.
Ein System wie in 27 dargestellt wird am
ZAE Bayern entwickelt. Es ist vergleichsweise
aufwändig, um solare Systeme optimal zu
unterstützen und ist kommerziell noch nicht
verfügbar. Einfachere Ansätze können evtl.
schneller zum Ziel führen, z.B. indem der
indirekte Verdunstungskühler zur Luftkühlung durch einen Sprüh- oder Kontaktbefeuchter im Zuluftkanal ersetzt wird, indem
der Absorber mit einem Kühlturm rückgekühlt wird, oder indem das Kreislaufverbundsystem durch Luft-Luft-Wärmetau-
26
Montage des Sorptionsentfeuchters im Außenluftgehäuse (Quelle: ZAE Bayern)
scher, die einseitig mit Wasser besprüht werden, ersetzt wird. Außerdem ergeben sich
erhebliche Vereinfachungen, wenn auf eine
hohe Konzentrationsdifferenz zwischen
konzentrierter und verdünnter Lösung verzichtet wird; allerdings wird dabei die Energiespeicherfähigkeit erheblich reduziert.
Die Menerga Apparatebau, Mülheim, kombiniert ein ähnliches System mit ihrem
bewährten indirekten Verdunstungskühler
auf der Basis eines Luft-Luft-Wärmeübertragers. Auch dieses System befindet sich
noch in der Entwicklung und wird demnächst
im Rahmen eines Pilotprojektes unter realen
Bedingungen in Freiburg getestet.
Die SGK-Systeme mit flüssigen Sorptionsmitteln sind aufwändiger als Systeme mit
Rotoren und noch nicht auf dem Markt verfügbar. Einige prinzipielle Vorteile, könnten
ihnen jedoch beim Einsatz in solaren Systemen
zum Durchbruch verhelfen: Diese sind der
potenziell höhere Gesamtwirkungsgrad, das
bessere Wärme- und Kälte-Rückgewinnungspotenzial, die mögliche niedrigere Regenerationstemperatur bei gleichem Entfeuchtungspotenzial, die Möglichkeit der
effizienten Energiespeicherung und nicht
zuletzt die räumliche Entkopplung von Zuund Abluftströmen.
Bürogebäude in Amberg
Die Firma Prochek Immobilien hat in
Amberg mit dem Architekturbüro Harth &
Wärmeversorgung
Flierl ein klimatisiertes Bürogebäude mit
einer Brutto-Geschoßfläche von 5700 m2,
die „email-fabrik“, errichtet 25 . Zum Heizen und Kühlen wurden vom Ingenieurbüro
M. Gammel in Abensberg thermisch aktivierte Decken vorgesehen. Die Kühlung der
Decken erfolgt mit Brunnenwasser von 12 14 °C. Die Zuluftentfeuchtung wird im
Rahmen eines Demonstrationsvorhabens,
das vom Bayerischen Staatsministerium für
Wirtschaft, Verkehr und Technologie gefördert wird, mit einem solarthermischen Sorptionssystem realisiert, das am ZAE Bayern
entwickelt wurde. Ein Prototyp-Entfeuchter
entfeuchtet und kühlt im Sommer Außenluft
(15.000 m3/h) mit einer konzentrierten Salzlösung (LiCl-H2O), bevor sie in das Atrium
eingeblasen und mit Brunnenwasser gekühlt
auf die Büros verteilt wird. Die Salzlösung,
6 m3 konzentriert, 8,5 m3 verdünnt, wird in
separaten Tanks gelagert und als Energiespeicher eingesetzt. Ein 70 m3 Flachkollektorfeld heizt einen Prototyp-Regenerator, in
dem die Lösung wieder konzentriert wird.
Das Gebäude wurde im Juni 2000 bezogen,
die solare Sorptionstechnik wurde 2001
installiert 26 . Während der Inbetriebnahme
und im Testbetrieb wurden konstruktive
und fertigungstechnische Mängel aufgedeckt
und soweit möglich abgestellt. Leistungstests im Sommer 2003 zeigen, das ca. 66%
der projektierten Leistung erreicht werden
können.
Kollektortyp
Flachkollektor, flüssig gekühlt
Kollektorfläche
75,7 m2 (Brutto), 69,3 m2 (Apertur)
Heisswasserspeicher
–
sonstige Wärmequelle –
Klimatechnik
Klimatisierungtechnik
Sorptionsgestützte Klimatisierungsanlagen
mit flüssigem Sorptionsmittel (LiCl)
Leistung
Zuluft 30.000 m3/h, entsprechend 70 kW
Entfeuchtungsleistung
Speicher
konzentrierte Salzlösung (6 m3)
entsprechend ca. 2.000 kWh
sonstige Kältequelle
Brunnenwasser
28
Schlüsseldaten der Anlage in Amberg
BINE themeninfo
9
Themeninfo neu
05.04.2004
15:28 Uhr
Seite 10
Planung, Kosten, Integration
Die sorgfältige Planung und Auslegung von Anlagen zur solar unterstützten Klimatisierung entscheidet über Effizienz und Energieeinsparung. Computergestützte Werkzeuge zur Systemauslegung sind
dabei ein wichtiges Hilfsmittel. Bisher liegen jedoch nur wenige
Erfahrungen aus der Planungspraxis vor.
Eine eingehende Analyse der Energiebilanz
einer geplanten Anlage unter Einbeziehung
aller Energieverbräuche – beispielsweise
mittels geeigneter Computerprogramme –
hilft, eine geeignete Konfiguration mit
erwünschter Energieeinsparung auszuwählen.
In der Regel sind Anlagen der solaren Klimatisierung aus rein wirtschaftlichen Gründen
heute noch nicht konkurrenzfähig. Deshalb
gilt es, geeignete Bewertungsgrößen zu definieren, die ein Optimum aus Mehrkosten
und Energieeinsparung darstellen.
Energiebilanz,
Primärenergieeinsparung
Hauptziel der Nutzung von Solarenergie ist die
Einsparung von Primärenergie. Die Energiebilanz für Anlagen der solar unterstützten
Klimatisierung muss alle Energieflüsse
berücksichtigen. Hierzu gehört die Energie
für alle Pumpen, z.B. im Solarkreis und im
Rückkühlkreis und die elektrische Energie
zum Antrieb des Ventilators im Kühlturm.
Auch die Energie, die zur Kältebereitstellung
verwendet wird, wenn nicht ausreichend
Solarwärme zur Verfügung steht muss bilanziert werden. Hier sind zwei Möglichkeiten
gegeben: es kann eine Wärmequelle, z.B. ein
Gaskessel, verwendet werden, der das thermisch angetriebene Kälteverfahren versorgt,
oder es kann eine elektrisch betriebene
Kompressionskältemaschine installiert werden. Den Primärenergieverbrauch für ein
Verfahren, bei dem eine mit fossilen Brennstoffen betriebene Wärmequelle als Backup
für die Solarwärme dient, zeigt 29 . In die
Betrachtung gehen lediglich die Arbeitszahlen
bzw. Wärmeverhältnisse der verglichenen
Kälteerzeugungsverfahren sowie der Umwandlungsfaktor von Primärenergie in elektrische Energie ein. Die Darstellung zeigt die
pro kWh Kälte benötigte Primärenergie als
Funktion des solaren Deckungsbeitrages für
unterschiedliche Werte des COP des thermisch
angetriebenen Kälteverfahrens. Als primärenergetischer Gesamtwirkungsgrad für die
Stromerzeugung wurde 0,36 kWh Strom
pro kWh Primärenergie angesetzt und für
den fossilen Energieträger 0,9 kWh Primärenergie pro kWh Nutzwärme. Daneben
zeigt das Diagramm im markierten Bereich
den typischen Primärenergieverbrauch von
konventionellen Systemen, die ausschließlich
elektrisch angetrieben werden, wobei die
untere Kurve für moderne, effiziente Anlagen
mit einer Arbeitszahl von 4,5 gilt und die
obere für z.B. Altanlagen mit einer Arbeitszahl von 2,5.
10
BINE themeninfo
29 ist zu entnehmen, dass alle dargestellten
Verfahren bei ausschließlichem Betrieb mit
Primärenergie (z.B. Ergas) schlechter abschneiden als konventionelle Kälteerzeugung
mit modernen Kompressionskältemaschinen
(Arbeitszahl 4,5). Je nach Vergleichssystem
und eingesetzter thermischer Kältetechnik
müssen bei den thermisch angetriebenen
Verfahren zwischen 10 % und 55 % der
Antriebswärme von der Solaranlage geliefert
werden, um primärenergetisch gleich zu
ziehen. Nur bei solaren Deckungsanteilen
darüber ist eine Primärenergieersparnis
erzielbar. Die Darstellung liefert nur einen
Anhaltspunkt, denn weder ist das Teillastverhalten berücksichtigt, noch wird die Deckung weiterer Wärmeverbraucher durch die
Solaranlage berücksichtigt. Sie macht aber
deutlich, dass im Vorfeld einer Anlagenprojektierung eine eingehende Energiebilanzierung bedeutsam ist.
30
Planungshilfen:
Task25-Design-Tool, SACE-Tool
kWh Primärenergie pro kWh Kälte
2,5
COP
COP
COP
COP
2,0
=
=
=
=
0,6
0,8
1,0
1,2
1,5
COPkonv = 2,5
1,0
misch autonomen Systemen; dann ist allerdings keine Garantie für die Einhaltung vorgegebener Raumluftzustände möglich.
■ Auf alle Fälle sollte die Ausnutzung der
Solaranlage durch die Einbeziehung anderer
thermischer Verbraucher (Heizung, Trinkwarmwasser) maximiert werden.
Daneben hat sich in der Praxis gezeigt, dass
viele Anlagen unterhalb der möglichen
Energieersparnis bleiben. Grund hierfür sind
einerseits zu komplexe hydraulische Schemata und andererseits die oft nur unzureichend
arbeitende Regelung. Daraus folgt für die
Auslegung und den Betrieb:
■ Das hydraulische Schema sollte so einfach
wie möglich und so komplex wie nötig sein.
■ Sowohl bei der Solaranlage als auch beim
thermischen Kälte- oder Klimatisierungsverfahren besteht eine Abhängigkeit der Effizienz
und der Leistung von den anliegenden Betriebstemperaturen. Durch eine bedarfsabhängige
Regelung sowohl der Antriebstemperatur, der
Temperatur des Kältemediums als auch der
Rückkühltemperatur kann die Gesamteffizienz
deutlich erhöht werden. Dies bedarf allerdings
einer komplexen Regelung, die nur nach
intensivem Test implementiert werden sollte.
■ Eine ausführliche Inbetriebnahmephase mit
anschließender Aufzeichnung und Analyse von
Betriebsdaten ist unabdingbar, wenn die angestrebten Energieeinsparungen erreicht werden sollen.
0,5
COPkonv = 4,5
0,0
0
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9
1
solarer Deckungsbeitrag zur Kühlung
29
Primärenergiebilanz von solar unterstützter Klimatisierung mit fossiler Wärmequelle als Backup
Wichtigste Planungsrichtlinien,
Integration in TGA
Aus der oben dargestellten Energiebilanz
lassen sich einige grundlegende Richtlinien
für die Anlagenauslegung ableiten:
■ Bei solarthermisch betriebenen Kühlverfahren mit niedrigem COP und fossilen
Brennstoffen als Backup ist ein hoher solarer Deckungsbeitrag erforderlich.
■ Ein niedrigerer solarer Deckungsbeitrag ist
ausreichend bei thermisch angetriebenen
Kühlverfahren mit hohem COP.
■ Eine Alternative ist die Verwendung einer
konventionellen Kältetechnik (Kompressionskältemaschine) als Backup; dies ist aus Kostengründen in der Regel bei Anlagen mit hoher
installierter Gesamt-Kälteleistung akzeptabel.
■ Eine Primärenergieersparnis ist grundsätzlich möglich bei Verwendung von solarther-
Das Fehlen von geeigneten Planungshilfsmitteln hat sich als eine wesentliche Hürde
für die Installation von Anlagen der solar
unterstützten Klimatisierung erwiesen. Deshalb wurden in verschiedenen, öffentlich
geförderten Projekten entsprechende Werkzeuge entwickelt.
Im Rahmen eines von der EU geförderten
Projektes ‚Solar Air Conditioning in Europe
(SACE)’ wurde am Fraunhofer ISE ein
einfaches Computerprogramm entwickelt,
mit dem eine erste Dimensionierung bzw.
Auswahl der Schlüsselkomponenten des
Solarsystems – Solarkollektor und Speicher
– erfolgen kann (siehe /Henning 2003a/).
Hierfür ist eine Lastzeitreihe mit stündlichen Werten der benötigten Heiz- bzw.
Kühlenergien erforderlich; diese kann mit
jedem üblichen Gebäudesimulationsverfahren
(z.B. TRNSYS, ESP, Energy-10, Rechenverfahren der VDI 2067, Blatt 10 und 11 –
Energiebedarf von Gebäuden) erzeugt werden.
Das Programm ist frei verfügbar und kann
im Internet bezogen werden (siehe /SACE
2003/).
In Task 25 ‚Solar Assisted Air Conditioning
of Buildings’, einem internationalen Projekt,
das im Rahmen des Solar Heating & Cooling
Programme der Internationalen Energie-Agentur (IEA) mit Förderung durch das BMWA
durchgeführt wird, wurde unter Federführung
des ILK Dresden ein Simulationsprogramm
entwickelt, das den vollständigen Entwurfsund Entscheidungsprozess der solaren Klimatisierung umfasst. Eine Prämisse der Pro-
32
05.04.2004
15:28 Uhr
Seite 11
30
Simulationsumfang des Task25-Design-Tools: Solaranlage, Kältemaschine, Lüftungsanlage, Raumanlagen
grammentwicklung lag vor allem auf der
detaillierten Berechnung der Leistungsfähigkeit der solaren Energieversorgung. Bei der
Simulation des gesamten Anlagensystems
im Stundenschritt wird jeweils eine Berechnung zur Ermittlung des Bedarfes der Kälteund Klimaanlagen (Vorwärtsrechnung) und
danach eine Rechnung basierend auf den
Erträgen der solaren Energieversorgung und
den Kenndaten gewählter Anlagenkomponenten (Rückwärtsrechnung) zur Bestimmung der realen Leistungen und Austrittszustände der Komponenten durchgeführt.
Dadurch werden Fehldimensionierungen der
Komponenten sichtbar, bzw. es kann
dadurch die Wirkung einer bewussten
Unterdimensionierung bei gleichzeitiger
Akzeptanz einer gewissen, zeitlich begrenzten Nichteinhaltung des Zuluftzustandes
abgeschätzt werden. Da in der frühen Phase
der Entscheidungsfindung zum Anlagensystem ohnehin kaum belastbare Aussagen über
die zum Einsatz kommenden Komponenten
getroffen werden können, wurden die Eingaben auf das notwendige Minimum und auf
das in dieser Phase Verfügbare reduziert.
Während im Bereich der Kälteerzeugung
eine direkte Auswahl der Maschine möglich
ist, wurde für die anderen Bereiche auf eine
erzeugnisunabhängige Beschreibung mittels
Übertragungscharakteristik zurückgegriffen.
30 zeigt das Gesamtsystem, bestehend aus
Solaranlage mit Kollektor, Speicher und Backup-System, Kälteversorgung, RLT-Anlage
und Raumkomponenten. Eingangsgrößen
der Simulation sind die stündlichen Klimadaten sowie der stündliche Energiebedarf
des Gebäudes. Der Zweck des Simulationsprogramms besteht vor allem in der schnellen
Berechnung sinnvoller Schaltungsvarianten,
um für die konkrete Anwendung die optimale
Wirtschaftlichkeit
Der technische Aufwand für Anlagen der
solar unterstützten Klimatisierung ist höher
als bei konventionellen Anlagen. Zum einen
ist im Vergleich zu einer konventionellen
Anlage der gesamte Teil der thermischen
Solartechnik zusätzlich erforderlich. Zum
anderen ist bei thermisch angetriebenen
Kältemaschinen das Rückkühlwerk größer,
da der COP thermischer Verfahren niedriger
ist als die Arbeitszahl elektrisch angetriebener
Kompressionsanlagen, woraus folgt, dass
die abzuführende Wärmemenge größer ist.
Nicht zuletzt sind die spezifischen, auf die
Kälteleistung bezogenen, Kosten thermisch
angetriebener Kältemaschinen höher als diejenigen konventioneller Anlagen. All dies
bedingt höhere Investitionskosten für die
solarthermische Kühlung. Auf der anderen
Seite sind durch die eingesparte Energie die
Betriebskosten niedriger. Besonders macht
sich dies bemerkbar, wenn der maximale
Strombezug eines Gebäudes bei Verwendung
konventioneller klimatechnischer Anlagen
durch die Kälte-/Klimatechnik bedingt ist.
Dann kann die Verwendung thermisch
angetriebener Verfahren – je nach gültigem
Leistungspreis – zu deutlichen Reduktionen
in den Betriebskosten führen. Obwohl eine
genaue Aussage über die Wirtschaftlichkeit
einer solarthermischen Klimatisierung immer
vom konkreten Einzelfall abhängt, ist heute
in aller Regel mit höheren Jahreskosten, also
den Gesamtkosten einschließlich der Kapitalkosten, Betriebskosten, Wartungskosten
usw., für solarthermische Verfahren im Vergleich zu konventioneller Technik zu rechnen.
Beispielhaft ist die Situation für ein Hotel in
Madrid/Spanien in 32 dargestellt; dabei
wurden unterschiedliche Systemvarianten,
VRK
FK
VRK
18
16
A=100
A=140
A=180
A=220
A=260
A=300
14
12
10
8
Minimum
6
4
0,03
0,06
0,09
0,12
0,15
0,18
Speichervolumen [m3/m2]
31
Kosten der eingesparten Primärenergie als Funktion der
Kollektor- und Speichergröße für das Hotel in Spanien
–
spez. Kollektorfläche
m /kW
–
9,2
5,7
5,6
3,4
9,2
5,7
4,5
2,8
Kältemaschine
–
Kompr.
Ads.
Ads.
Ads.
Ads.
Abs.
Abs.
Abs.
Abs.
Backup-System
–
–
therm.
therm.
Kompr.
Kompr.
therm.
therm.
Kompr.
Kompr.
jährliche Gesamtkosten bezogen auf
Referenzsystem
%
100
178
194
158
170
168
183
137
147
Kosten der eingesparten Primärenergie
€-cent/kWh –
12,4
13,5
10,3
12,2
12,2
12,6
8,1
9,8
2
FK
d.h. unterschiedliche Kollektortypen, Kältetechniken und Varianten des BackupSystems untersucht. Es zeigt sich, dass beim
Hotel in Spanien unter heutigen Marktbedingungen im günstigsten Fall mit knapp 37 %
höheren Jahreskosten zu rechnen ist als bei
konventioneller Technik; die Anfangsinvestition liegt für diesen Fall rund 2 1/2 mal
höher als diejenige des konventionellen Vergleichssystems. Um einen break-even in den
Jahreskosten zu erreichen, wären Reduktionen in den Investitionskosten für die Solarvariante auf etwa 60 % des heutigen Wertes
notwendig. Weitere Details können der Studie
entnommen werden /SACE 2003/.
Um in einem konkreten Projekt unter gegebenen Randbedingungen eine Solaranlage für
eine solarthermische Klimatisierung sinnvolle
dimensionieren zu können, wurde in Task
25 Solar Assisted Air Conditioning of Buildings (siehe /Henning 2003b/) eine Größe
definiert, mit die kombinierte energetischökonomische Performance einer Anlage
bewertet werden kann: Die Kosten der eingesparten Primärenergie CPrimärenergie sind
definiert als das Verhältnis der Jahresmehrkosten der Solarvariante zum PrimärenergieMehrverbrauch der Vergleichsvariante.
Für das Beispiel des Hotels in Spanien ist in
31 diese Größe als Funktion der Kollektorfläche und des Speichervolumens dargestellt.
Es zeigt sich ein deutliches Minimum bei
einer Anlagenauslegung von 140 m2 Kollektorfläche und einem Volumen des Heißwasserspeichers von 90 l pro m2 Kollektorfläche; bei dieser Auslegung werden 36 %
Primärenergie im Vergleich zur Vergleichsvariante eingespart.
Kollektortyp
32
Referenz
Lösung finden zu können.
Im Ergebnis der Berechnungen entstehen
Aussagen über folgende energetische Größen:
■ Elektroenergiebedarf für Ventilatoren und
Kompressoren
■ Energiebedarf des Backup-Systems
■ Wasserverbrauch des Kühlturms
■ Wasserverbrauch bei Brunnenwassernutzung
■ Wasserverbrauch der Befeuchter
Das Programm wird über das ILK Dresden
vertrieben. Nach intensiver Erprobung innerhalb des Task 25 wird es ab etwa Mitte
2004 für interessierte Nutzer verfügbar sein.
CPrimärenergie [€-Cent/kWh]
Themeninfo neu
FK
VRK
FK
VRK
Wirtschaftlicher Vergleich unterschiedlicher Solarvarianten im Vergleich zu einem konventionellen Vergleichssystem; es wurde jeweils diejenige Systemkonfiguration
(Kollektorgröße, Speichergröße) ausgewählt, die zu einem Minimum der Kosten an eingesparter Primärenergie führt
BINE themeninfo
11
Themeninfo neu
05.04.2004
15:29 Uhr
Seite 12
Fazit und Perspektiven
Wärmequellen für die Gebäudeklimatisierung ermöglichen –
allerdings nur für Zentralanlagen, wie sie üblicherweise im Nichtwohnungsbau zum Einsatz kommen. Dennoch steckt die Technik
E
noch in den Kinderschuhen.
s sind bislang nur relativ wenige
Anlagen der solar unterstützten Klimatisierung realisiert worden. Die Erfahrungen
zeigen dabei, dass insbesondere noch Entwicklungsbedarf hinsichtlich der hydraulischen
Verschaltung wie auch der Regelungstechnik
bestehen. Es gibt keine standardisierten und
ausentwickelten Anlagenkonzepte, und
weitere Projekte mit eingehender Begleitung
sind erforderlich, um zu zuverlässigen, robusten und dennoch energie-optimierten
Verschaltungen der Komponenten und einer
entsprechenden Regelungstechnik zu gelangen. Insofern liegt ein Schwerpunkt der
zukünftigen Entwicklung auf der Systemtechnik. Aber auch im Bereich der Komponentenentwicklung sind noch erhebliche
Innovationen für die Zukunft zu erwarten.
So werden in den nächsten Jahren kleine
thermisch angetriebene Kältemaschinen –
sowohl auf der Basis der Absorptions- als
auch der Adsorptionstechnik – mit Leistungen
unterhalb 20 kW auf den Markt kommen,
mit denen ganz neue Anwendungsbereiche
erschlossen werden können. Für Anlagen im
größeren Leistungsbereich können hocheffiziente Kältemaschinen wie z.B. 2-stufige
Absorptionsanlagen oder Dampfstrahlkältemaschinen in Kombination mit hocheffizienten Kollektoren – Vakuum-RöhrenKollektoren oder einachsig nachgeführten Parabolrinnenanlagen – eine interessante
Option darstellen. Bei den offenen Sorptionsverfahren wird insbesondere die Entwicklung von gekühlten Sorptionsprozessen
zu relevanten Verbesserungen in der Effizienz
führen. All die genannten Entwicklungen –
im Bereich der Systemtechnik wie auch der
Komponenten – werden in Verbindung mit
zuverlässigen, einfach handhabbaren Planungswerkzeugen, wie sie in Kürze zur Verfügung stehen werden, zu einer deutlichen
Verbreitung der Anwendung der solarthermischen Klimatisierung führen.
Literatur
/Albers 2003/ Albers, J.:
Solar gestützte Sorptionskältesysteme bei den umzugsbedingten Bundesbaumaßnahmen.
In: KI Luft- und Kältetechnik. (2003), H. 8, S. 339-343 und H. 9, S. 394-399
/Albers 2001/ Albers, J.; Wolkenhauer, H.:
Systemlösungen und Regelkonzepte von solarunterstützten Klimatisierungssystemen. Teil 1 - Kaltwassersysteme.
In: HLH Heizung Lüftung/Klima Haustechnik. Jg. 52 (2001), H. 12, S. 41-49
/Henning 2003a/ Henning, H.-M. (Hrsg.):
Solar Assisted Air Conditioning in Buildings. A Handbook for Planners.
Berlin : Springer, Dez. 2003. XIV, 150 S., ISBN 3-211-00647-8, 42,80 Euro
/Henning 2003b/ Henning, H.-M.:
Auslegung von solaren Klimatisierungssystemen.
In: Dreizehntes Symposium Thermische Solarenergie. Bad Staffelstein, 14.-16. Mai 2003. Tagungsband.
Hrsg.: Ostbayerisches Technologie-Transfer-Institut e.V. (OTTI), Regensburg; 2003. S. 253-258
/Hindenburg 2002/ Hindenburg, C.; Henning, H.-M.:
Systemlösungen und Regelungskonzepte von Solarunterstützten Klimatisierungssystemen. Teil 2 - Sorptionsgestützte Klimatisierung.
In: HLH Heizung Lüftung/Klima Haustechnik. Jg. 53 (2002), H. 6, S. 83-90
/Kessling 1998/ Kessling, W.; Lävemann, E.; Kapfhammer, C.;
Energy Storage for Desiccant Cooling Systems, Component Development.
In: Solar Energy. Jg. 64 (1998), H. 4-6
/SACE 2003/ SACE - Solar Assisted Air Conditioning in Europe. web page:
Internet: http://www.ocp.tudelft.nl/ev/res/sace.htm
/Storkenmaier 2003/ Storkenmaier, F.; Harm, M.; Schweigler, C. u.a.:
Small-capacity water/LiBr absorption chiller for solar cooling and waste-heat driven cooling.
In: Proceedings of 21th International congress of refigeration, IIR/IIF. Washington, 17.-22. Aug. 2003
2003. Paper ICR0641
12
BINE themeninfo
Projektträger Jülich (PTJ) des BMWA
Forschungszentrum Jülich GmbH
Jürgen Gehrmann
52425 Jülich
Projektadressen
Fraunhofer-Institut für
Solare Energiesysteme
Dr. Hans-Martin Henning
Heidenhofstraße 2
79110 Freiburg
Förderkennzeichen
0327253A, 0327277A, 0329796A
Impressum
ISSN
1610 - 8302
Herausgeber
Fachinformationszentrum Karlsruhe,
Gesellschaft für wissenschaftlich-technische
Information mbH,
76344 Eggenstein-Leopoldshafen
Nachdruck
Nachdruck des Textes nur zulässig mit vollständiger Quellenangabe und gegen Zusendung eines Belegexemplares. Nachdruck der
Abbildungen nur mit Zustimmung des jeweils
Berechtigten.
Autor
Dr. Hans-Martin Henning
Gedruckt auf 100% Recyclingpapier ohne optische Aufheller
der thermischen Solarenergie und anderer Niedertemperatur-
Förderung
Bundesministerium für Wirtschaft und Arbeit
(BMWA)
11019 Berlin
Redaktion
Dr. Franz Meyer
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