Solare Kühlung Solarthermisch unterstützte Klimatisierung

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1 Solare Kühlung Solarthermisch unterstützte Klimatisierung Samstags-Forum Regio Freiburg Exkursion, Freiburg Alexander Morgenstern Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE Thermisch aktive Materialien und solare Kühlung Seite 1

2 Standardprozess für moderates Klima (z.b. Mitteleuropa) Standard-SGK-Verfahren Entfeuchter zusätzlich zum System mit kombinierter Verdunstungskühlung Zusatzwärme FO AU Befeuchter AB 7 6 ZU Kühllasten Entfeuchter WRG Seite 2

3 Standardprozess für moderates Klima (z.b. Mitteleuropa) Temperatur [ C] ZU A B AU F O Zusatzwärme 10 0 Befeuchter FO AU AB 7 6 ZU Kühllasten absolute Feuchte [g/kg] Entfeuchter WRG Seite 3

4 Beispiele: Sorptionsrotoren Seite 4

5 Industrie- und Handelskammer Südlicher Oberrhein Klimatisierung von zwei Veranstaltungsräumen (ca. 210 m² Raumfläche) Technik: SGK, Rotor mit m³/h Nennvolumen- Luftstrom 100 m 2 Luftkollektoren zum Kühlen und Heizen Regenerationstemperatur zwischen C Kein Speicher Konzept: solar autarke Kühlung In Betrieb seit 2001 Seite 5

6 Klimatisierung von Veranstaltungsräumen Sommerbetrieb - Kühlen Solarluftkollektor Aussenluft V1 V3 V2 Fortluft Fortluft Aussenluft V6 V5 V4 Befeuchter Abluft warm, feucht Zuluft kühl, trocken Entfeuchter WRGl Seite 6

7 Klimatisierung von Veranstaltungsräumen Winterbetrieb - Heizen Heizenergieeinsparung etwa 20-25% V2 V1 V3 Solarluftkollektor Aussenluft Fortluft Fortluft Aussenluft V6 V5 V4 Befeuchter Abluft Zuluft Entfeuchter WRGl Seite 7

8 Klimatisierung von Veranstaltungsräumen Messwerte: 15. August Temperatur, C Einstrahlung, W/m 2 Zuluft Aussenluft Raumluft Regenerationsluft Einstrahlung Uhrzeit Seite 8

9 Raumluftzustände im Behaglichkeitsfeld Behaglichkeitsfeld und Messwerte der Raumluft im Sitzungssaal, 2003 Seite 9

10 Raumluftzustände Jahre 2002, 2003: etwa 90% der Betriebsstunden innerhalb des Komfortbereiches (20-25 C) weniger als 5% der Betriebsstunden > 27 C Seite 10

11 Energetische Betrachtung Thermischer Wirkungsgrad (Coefficient of Performance) COP = Nutzkälte Antriebswärme Gesamt Kälteenergie der Klimaanlage [kwh] Kollektorerträge im Kühlfall [kwh] COP, thermisch 01-12/ / / Seite 11

12 Klimatisierung von Veranstaltungsräumen Kostenverteilung SGK-Anlage gesamt: 69% Solarluftkollektoren gesamt: 10 % Luftkanäle + Geräteinstallation 17% RLT-Gerät 46% Hydraulik + Elektrotechnik 6% Kollektorkosten 8% Netto-Gesamtkosten Kosten Kollektorfeld 210 /m² Kosten Nennvolumenstrom 20,6 pro m³/h Planung 3% Monitoring 5% Bauseitige Anpassung 13% Kollektorinstallation 2% Seite 12

13 Solar autarke Kühlung <==> solar unterstützte Kühlung Solare Klimatisierung Thermisch solar-autarkes System Solarkollektor ist einzige Antriebswärmequelle für die Raumkühlung Verbesserung des Raumklimas mit Solarenergie keine Garantie zur Einhaltung vorgegebener Raumluftzustände höchstes Primärenergieeinsparungspotenzial Solar unterstütztes System Back-Up System (wärmeseitig oder kälteseitig) Einhaltung vorgegebener Raumluftzustände ist nicht durch Begrenzung der Antriebsenergie eingeschränkt begrenztes Primärenergieeinsparungspotenzial Seite 13

14 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Seite 14

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