zur Klimatisierung i eines Krankenhauses Das 3. Betriebsjahr im Zusammenspiel von Brennstoffzelle - Adsorber - Solaranlage

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1 Erfahrungsbericht THERMIE zur Klimatisierung i eines Krankenhauses durch den Einsatz von KWK und erneuerbarer Energie Das 3. Betriebsjahr im Zusammenspiel von Brennstoffzelle - Adsorber - Solaranlage l Dr.-Ing. W. Kühne; DBI GUT Freiberg; Dr.-Ing. Karin Rühling; TU Dresden

2 Malteser-Krankenhaus Kamenz THERMIE Energiezentrale 1 - Brennstoffzelle Wärmespeicher Adsorptions- Kältemaschine Kompressions - Kältemaschine Eisspeicher 6 - Rückkühler Sonnenkollektoren E-Zentrale Heizzentrale Innovative Technik

3 Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung Komponenten der Erzeugung im Malteser-Krankenhaus Kamenz THERMIE Erdgas Strom 200 kw PAFC 25C Brennstoffzelle von 400 kw Erdgas Gas- kessel Wärme- speicher Wärme 270 kw Sonne Solare Technik ADR-30 Adsorptions-KM Kälte von 1800 kw 220 kw von 220 kw Strom KKM Eisspeicher Kühldecken

4 THERMIE Baustelle Malteser- Krankenhaus Kamenz Stand September 1999

5 THERMIE An nsicht Solaranlage Jan nuar 2001

6 THERMIE An nsicht enhaus Kranke No ovember 2 000

7 Brennstoffzelle 200 kw 240 kw Strom ng Solaranlage Kälteanlage AdKM Eisspeicher KKM 220 kw 50 kw 35 kw 105 kw 80kW 1530 kw Wärme Kälte Be ispiela anlage Kra aft-wä ärme-k Kälte-K Kopplu

8 Komponente Technische Daten Hersteller Phosphorsäure- Brennstoffzelle 200 kw elektrische Leistung 220 kw thermische Leistung ONSI Adsorptions- Kältemaschine 105 kw Kälteleistung MYKOM Sole-Kompressions- 80 kw Kälteleistung YORK Kältemaschine Eisspeicher i 400 kwh lt latente t Speicherkapazität ih ität FAFCO Wärmespeicher 20 m³ Speicherinhalt FLAMCO/ SOLVIS TWD-Kollektoren 115 m² installierte Fläche SSL Eibau Photovoltaik 15 m² installierte Fläche SOLARWATT nenten n cht ompon bersic auptko Üb Ha e Daten chnisch Te He ersteller

9 Photovoltaik 13 m 2 TWD-Kollektoren 116 m 2 Wärmespeicher 3 20 m Hilfskühler BZ von den Kesseln el. Netz Primärkreis Koll. Sek.- kreis Koll. PAFC-BZ Vorlaufverteiler Rücklaufsammler AdKM Heizkreis AdKM Havarieleitung zur Druckhaltung zu den Kesseln

10 HT-Wärme NT-Wärme Nutzungsgrad Leistung in kw Nutzungsgrad in % Jan 01 Feb 01 Mrz 01 Apr 01 Mai 01 Jun 01 Jul 01 Aug 01 Sep 01 Okt 01 Nov 01 Dez 01 Jan 02 Feb 02 Mrz 02 Apr 02 Mai 02 Jun 02 Jul 02 Aug 02

11 Wirkung gsgrad in % 1,000 0,900 0,800 0,700 0,600 0,500 0,400 0,300 η 0 = 0, 753 k 1 = 2, 632 W /(m 2 k 2 = 0 W /(m K 2 2 K) ) THERMIE 0,200 0,100 0,000 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 (θ m -θ L )/E g [(m²k)/w] TWD-FK-AL-2-80

12 TWD-Flachkollektor SSL Eibau THERMIE Detail TWD-Abdeckung Ø 10 mm

13 bzw. Tem mperatur in C Leistun ng in kw Solaranlage Malteser-Krankenhaus Kamenz März 2001 Außentemperatur 0 C therm. Leistung Sekundärkreis Einstrahlungsleistung Kollektorfeld Temperaturen Kollektorkreis 0 00:00 06:00 12:00 18:00 00:00 THERMIE

14 Solaranlage Malteser-Krankenhaus Kamenz September 2000 THERMIE Leistun g in kw bz zw. Temper ratur in C Einstrahlungsleistung l i t Kollektorfeld ld Temperaturen Kollektorkreis therm. Leistung Sekundärkreis k 0 00:00 02:00 04:00 06:00 08:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 00:00

15 Feldstrahlung Koll.-ertrag sekundär rag sekundär [kw] ard [%] 15 Wirkungsgrad 15 Solarert Wirkungsg Einstrahlung, Mai 02 Jun 02 Jul 02 Aug 02 Jan 01 Feb 01 Mrz 01 Apr 01 Mai 01 Jun 01 Jul 01 Aug 01 Sep 01 Okt 01 Nov 01 Dez 01 Jan 02 Feb 02 Mrz 02 Apr 02

16 Zentrale Kälteerzeugung

17 Kondensator THERMIE Kühl- wasser Adsorptions- Kältemaschine Arbeitsmittel itt Silicagell Prinzipschaltbild Kühlwasser Heizwasser Kaltwasser MYKOM ADR 30 Verdampfer

18 ADSORPTION CHILLER - MYKOM ADR 30 Typical temperatures tempera ature in C heating cooling time in minutes temperat ture in C 12 forward mix 6 return tank time in minutes

19 Anteil AdKM [%] KKM AdKM Kälteleistung [kw]; Anteil AdKM-Betrieb [%]. Jan 01 Feb 01 Mrz 01 Apr 01 Mai 01 Jun 01 Jul 01 Aug 01 Sep 01 Okt 01 Nov 01 Dez 01 Jan 02 Feb 02 Mrz 02 Apr 02 Mai 02 Jun 02 Jul 02 Aug 02

20 Leistun ng in kw :00 3:00 6:00 9:00 12:00 15:00 18:00 21:00 0:00 Kältebedarf. AdKM KKM Eisspeicher Eisspei icherlad dezusta and in %.

21 ,8 Kälteerz zeugung g AdKM [kw] Solarer Anteil Kälteerzeugung C.O.P. Kälteerzeugung 0,6 04 0,4 0,2 0-0,2-0,4-0,6 C.O.P.. [-] 10-0,

22 Beispielbilanz 1. Sept bis 31. August MWh 1500 MWh Erdgas Strom (mittlerer Netto-Wirkungsgrad 38,1 %) 1025 MWh 178 MWh Wärme Kält Kälte