Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Bau und Erprobung einer solaren Klimaanlage mit niedrigen Antriebstemperaturen, die den Einsatz hochwertiger Flachkollektoren erm\u00f6glicht. Es sollen die Nachteile der heute noch \u00fcberwiegend eingesetzten Kompressionsk\u00e4ltemaschinen mit ihrem hohen elektrischen Energiebedarf und den in ihrer Langzeitwirkung noch nicht erforschten K\u00e4ltemitteln vermieden werden. Es ist die weitgehend zeitliche \u00dcbereinstimmung zwischen K\u00fchllasten und Solargewinnen, die die sommerliche Klimatisierung mit Sonnenenergie \u00f6kologisch so interessant erscheinen lassen. Um die M\u00f6glichkeiten der solaren Raumk\u00fchlung auch in unseren Breiten zu demonstrieren und Erfahrungen f\u00fcr nachfolgende Anwendungen zu sammeln, soll ein Konferenzraum am OSZ Bautechnik I mittels einer solargetriebenen Feststoff-Absorptionsk\u00e4ltemaschine gek\u00fchlt werden.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenEntscheidend f\u00fcr das Gelingen des Vorhabens ist der Einsatz einer Feststoff-Absorptionsk\u00e4ltemaschine, die mit einer relativ niedrigen Antriebstemperatur von 70\u00b0C betrieben wird. Die K\u00e4ltemaschine arbeitet mit Metallsalz als Absorptionsmittel und dem weder zum Treibhauseffekt noch Ozonabbau beitragenden K\u00e4ltemittel Ammoniak (NH3). Die zwei Reaktionsbeh\u00e4lter der K\u00e4ltemaschine erm\u00f6glichen eine quasi kontinuierliche K\u00e4lteerzeugung.
\nEine m\u00f6glichst ganzj\u00e4hrige Nutzung des als Antriebsquelle dienenden thermischen Kollektorfeldes soll dadurch erreicht werden, dass die gewonnene Solarw\u00e4rme im Sommer zum K\u00fchlen eines Konferenzraumes und im Winter zum Heizen eines Werkstattraumes eingesetzt wird. Als Kollektoren sind einfache Flachkollektoren vorgesehen. Ein im Solarkreis zwischengeschalteter Pufferspeicher soll einen kontinuierlichen Betrieb der K\u00e4ltemaschine auch bei zeitweiliger Bedeckung der Sonne erm\u00f6glichen.
\nUm den K\u00e4ltebedarf des zu k\u00fchlenden Konferenzraumes zu minimieren, wird der Raum mit einem Jalousiensystem zur Tageslichtlenkung ausgestattet, das einerseits eine zu starke Sonneneinstrahlung aus dem Raum halten und andererseits die Tageslichtausleuchtung des Raumes verbessern soll. Ein ggf. vorhandener Restlichtbedarf wird durch ein sich selbstregelndes dimmbares Leuchtensystem gedeckt. Zur K\u00fchlung des Raumes wird ein K\u00fchldeckensystem eingebaut, das ebenso wie die zur Behei-zung des Werkstattraumes eingesetzte Fl\u00e4chenheizung auf Kunststoff-Kapillarrohrmatten basiert.
\nZur Steuerung und zur Aufnahme der f\u00fcr die Bewertung der Anlage erforderlichen Messdaten wird ein PC-gest\u00fctztes Messerfassungssystem eingesetzt. Die Ermittlung der Messdaten soll dazu dienen, Erkenntnisse \u00fcber das Betriebsverhalten der Absorptionsk\u00e4ltemaschine und \u00fcber das Zusammenspiel aller Anlagenkomponenten zu gewinnen. Insbesondere soll untersucht werden, wie es sich auf den Betrieb der Absorptionsk\u00e4ltemaschine auswirkt, wenn die Antriebsw\u00e4rme direkt von der Kollektorfeldanlage geliefert wird oder wenn die Solarw\u00e4rme in einem Hei\u00dfwassertank zwischengespeichert wird.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Durch den Einsatz der solargetriebenen K\u00e4lteanlage konnte die Temperatur im Testraum im Vergleich zu \u00e4hnlich gelegenen R\u00e4umen deutlich abgesenkt werden. In Kombination mit den durch die Tageslichtlenkungsjalousien verbesserten Lichtverh\u00e4ltnissen ist so der Raum mit den angenehmsten Arbeitsbedingungen am OSZ entstanden.
\nIn aller Regel lieferte das Kollektorfeld aus selektiv beschichteten Flachkollektoren (effektive Absorberfl\u00e4che 10,4 m\u00b2) in der Zeit zwischen 10:00 und 16:00 Uhr eine Leistung, die f\u00fcr den Direktbetrieb der K\u00e4ltemaschine ausreichte. Eine Verl\u00e4ngerung der Betriebszeit der K\u00e4ltemaschine konnte prinzipiell durch den Einsatz des Pufferspeichers erreicht werden. Allerdings zeigte sich, dass bei der gew\u00e4hlten Gr\u00f6\u00dfe des Kollektorfeldes im Normalfall w\u00e4hrend des Tages nur ein relativ kleiner W\u00e4rme\u00fcberschuss zum notwendigen Aufladen des Pufferspeichers anfiel. Eine Vergr\u00f6\u00dferung der Kollektorfl\u00e4che auf 14 m\u00b2 erscheint daher sinnvoll.
\nSowohl im direkten Betrieb \u00fcber das Kollektorfeld als auch im Betrieb \u00fcber den Pufferspeicher zeigte die Absorptionsk\u00e4ltemaschine ein stabiles Betriebsverhalten. Schwierigkeiten beim Ein- und Ausschalten oder durch Schwankungen der Temperaturbedingungen, besonders der Hei\u00dfwasservorlauftemperatur, infolge von Witterungseinfl\u00fcssen oder Benutzerverhalten traten nicht auf.
\nBei entsprechender Solarstrahlung wurden mit beiden Betriebsvarianten Spitzenleistungen von \u00fcber 3000 W und Durchschnittsk\u00e4lteleistungen von deutlich \u00fcber 1500 W erreicht. Der thermische Wirkungsgrad der K\u00e4ltemaschine lag im Mittel bei 42,4%. Unter Ber\u00fccksichtigung eines \u00fcber verschiedene Ein-strahlwerte gemittelten Kollektorwirkungsgrades von 54,4% ergibt sich bezogen auf die solare Einstrahlung eine Gesamtanlageneffizienz von 23%.
\nAls entscheidender Betriebsparameter f\u00fcr die Anlageneffizienz erwies sich die Taktzeit, mit der das wasserseitige Umschalten zwischen den Reaktionsbeh\u00e4ltern geregelt wird. Eine gute Anpassung der Taktzeit f\u00fchrt einerseits zu einer Vergleichm\u00e4\u00dfigung der K\u00e4lteleistung und andererseits zu einer Erh\u00f6hung des thermischen Wirkungsgrades. Bei optimal angepasster Taktzeit sind Wirkungsgrade von bis zu 46% m\u00f6glich. Da bisher die verschiedenen Betriebsparameter von der die Anlage betreuenden Person einge-stellt und \u00fcberpr\u00fcft werden mussten, wird das zur Anlagenregelung eingesetzte Steuerungsprogramm zur Zeit auf der Basis der bisher gewonnenen Betriebserfahrungen \u00fcberarbeitet. Ziel ist es, einen Anlagenbetrieb zu realisieren, bei dem sich die Betriebseinstellungen selbstt\u00e4tig in Abh\u00e4ngigkeit von den jeweils aktuellen Temperaturbedingungen anpassen.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Das Anlagenkonzept wurde ausf\u00fchrlich auf einem Ausstellungsstand w\u00e4hrend der Messe Solar Energy 2002 in Berlin vorgestellt. Dass solares K\u00fchlen auch in Deutschland m\u00f6glich ist, konnte dann nach Fer-tigstellung der Anlage im Rahmen von F\u00fchrungen f\u00fcr Lehrlings-, Studenten- und Stipendiatengruppen sowie weiterer interessierter Gruppen demonstriert werden. Weiterhin wurde die Anlage im Zuge eines Ausbildungskurses der Deutschen Gesellschaft f\u00fcr Solarenergie zur Fachkraft f\u00fcr Solarthermie und w\u00e4h-rend einer vom Arbeitsamt durchgef\u00fchrten Umschulungsma\u00dfnahme f\u00fcr Geb\u00e4udebetreuer vorgestellt. Eine Internetdarstellung des Projektes liegt unter www.knobelsdorff-schule.de vor.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Sowohl die im sehr sonnigen Sommer 2003 als auch die im eher nass-k\u00fchlen Sommer 2004 mit der Demonstrationsanlage erzielten Ergebnisse haben gezeigt, dass auf der Basis der hier eingesetzten Feststoff-Absorptionsanlage solare K\u00fchlung auch mit g\u00e4ngigen Flachkollektoren erfolgreich durchgef\u00fchrt werden kann. Ein wesentlicher Vorteil f\u00fcr eine m\u00f6gliche Verbreitung dieser Anlagetechnik besteht darin, dass auch Anlagen mit kleiner oder wie in diesem Fall kleinster K\u00e4lteleistung von unter 2 kW realisierbar sind.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Zielsetzung und Anlass des Vorhabens Bau und Erprobung einer solaren Klimaanlage mit niedrigen Antriebstemperaturen, die den Einsatz hochwertiger Flachkollektoren erm\u00f6glicht. Es sollen die Nachteile der heute noch \u00fcberwiegend eingesetzten Kompressionsk\u00e4ltemaschinen mit ihrem hohen elektrischen Energiebedarf und den in ihrer Langzeitwirkung noch nicht erforschten K\u00e4ltemitteln vermieden werden. Es ist die weitgehend zeitliche \u00dcbereinstimmung zwischen K\u00fchllasten und […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"template":"","meta":{"footnotes":""},"categories":[],"tags":[58,47,2422,52,2423],"class_list":["post-21096","projektdatenbank","type-projektdatenbank","status-publish","hentry","tag-berlin","tag-klimaschutz","tag-landnutzung","tag-umweltforschung","tag-umweltkommunikation"],"meta_box":{"dbu_projektdatenbank_az_ges":"04038\/78","dbu_projektdatenbank_medien":"","dbu_projektdatenbank_pdfdatei":"04038-78.pdf","dbu_projektdatenbank_bsumme":"33.233,97","dbu_projektdatenbank_firma":"Verein zur F\u00f6rderung des Nachwuchsesim Bau- und Holzgewerbe (VFN) e. V.c\/o Knobelsdorff-Schule","dbu_projektdatenbank_strasse":"Nonnendammallee 140 - 143","dbu_projektdatenbank_plz_str":"13599","dbu_projektdatenbank_ort_str":"Berlin","dbu_projektdatenbank_p_von":"2000-07-01 00:00:00","dbu_projektdatenbank_p_bis":"2004-09-30 00:00:00","dbu_projektdatenbank_laufzeit":"4 Jahre und 3 Monate","dbu_projektdatenbank_telefon":"030\/33503-290","dbu_projektdatenbank_inet":"","dbu_projektdatenbank_bundesland":"Berlin","dbu_projektdatenbank_foerderber":"18","dbu_projektdatenbank_ab_bericht":"","dbu_projektdatenbank_ist_nachbewilligung_von":"","dbu_projektdatenbank_hat_nachbewilligung":"","dbu_headerimage_cover":"","dbu_submenu":"","dbu_submenu_position":"","dbu_submenu_entry":[]},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/21096","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/projektdatenbank"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/21096\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":34099,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/21096\/revisions\/34099"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=21096"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=21096"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=21096"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}