Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Die M\u00f6glichkeit mittels einer solaren Dampfstrahlk\u00e4ltemaschine (DSKM) mit Parabolrinnenkollektoren und Wasser als K\u00e4ltemittel K\u00e4lte zu erzeugen wurde bislang nur theoretisch untersucht. Gegenstand des Projektes ist der Bau einer Versuchsanlage mit der das reale Verhalten einer solaren DSKM untersucht werden kann. Mit Hilfe dieser Versuchsanlage soll die Funktionsf\u00e4higkeit dieses Konzeptes praktisch gezeigt und die bisher vorliegenden nur theoretischen Berechnungen unter realen Versuchsbedingungen \u00fcberpr\u00fcft werden. Dabei soll insbesondere das Betriebsverhalten optimiert und die Einsatzgrenzen ausgelotet werden. Das \u00fcber das Projekt zu erreichende Ziel ist die Grundlagen f\u00fcr eine Pilotanlage zu ermitteln.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenAuf Basis vorhandener Kenntnisse wird eine solare DSKM mit Parabolrinnenkollektor als Versuchsanlage konzipiert. Die Einzelkomponenten werden f\u00fcr eine K\u00e4lteleistung von 1-2 kW dimensioniert. Der Planung schlie\u00dft sich der Bau der Versuchsanlage an. Mit Hilfe der Versuchsanlage werden die Funktionalit\u00e4t und das Betriebsverhalten der solaren DSKM untersucht. Dies geschieht zun\u00e4chst im Rahmen von Freilandversuchen. Die bei den Versuchen aufgenommenen Betriebsdaten werden ausgewertet und insbesondere das Betriebsverhalten der PRK sowie des Strahlverdichters mit 1,7 mm Treibd\u00fcse analysiert. Anschlie\u00dfend werden kleinere technische Optimierungen an der Versuchsanlage durchgef\u00fchrt und die Anlage f\u00fcr Indoor-Versuche am Kollektorteststand an der Ruhr-Universit\u00e4t Bochum vorbereitet. Mit den Versuchsfahrten am Kollektorteststand wird dann das Betriebsverhalten des Strahlverdichters mit einer 1,5 mm Treibd\u00fcse sowie das Umkipp-Verhalten des Strahlverdichters untersucht. Ferner werden bei diesen Versuchen alternativ zu dem Parabolrinnenkollektoren auch ein Vakuumr\u00f6hrenkollektor eingesetzt. Abschlie\u00dfend werden die Messdaten ausgewertet und Wirkungsgrade der Anlage bestimmt und ein Regelkonzept zum Betrieb des Strahlverdichters erarbeitet.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Die Kennwerte der PRK konnten im Rahmen der Freilandversuche ermittelt werden. Die PRK zeigt \u00e4hnliche gute Wirkungsgrade wie der VRK. Die spezifische W\u00e4rmekapazit\u00e4t der VRK ist deutlich h\u00f6her als die des PRK, was sich durch geringere Leistungsschwankungen bei Wolkendurchg\u00e4ngen bemerkbar machen d\u00fcrfte. Der Wirkungsgrad der Versuchsanlage liegt bei der 1,7 mm Treibd\u00fcse bei 0,15 – 0,5 und bei der 1,5 mm Treibd\u00fcse bei 0,3 – bis 0,7. Die Treibd\u00fcsenwirkungsgrade sind mit 0,7 f\u00fcr die 1,5 mm und 0,55 f\u00fcr die 1,7 mm Treibd\u00fcse geringer als erwartet. Im Rahmen von Umkippversuchen wird die Charakteristik des Strahlverdichters, die das Betriebsverhalten der DSKM bestimmt, untersucht und ein mindestens erforderlicher Treibdampfdruck ermittelt. Dieser mindestens erforderliche Treibdampfdruck wird als Funktion des Saugdampfdruckes und des Kondensatordruckes dargestellt und als Regelgr\u00f6\u00dfe f\u00fcr den Treibdampf vorgeschlagen. Ferner wird der Zusammenhang zwischen Wirkungsgrad und R\u00fcckk\u00fchltemperatur sowie Kaltwassertemperatur dargestellt und auf den daraus resultierenden hohen j\u00e4hrlichen mittleren Wirkungsgrad einer DSKM hingewiesen.
\nDie Jahresertragsrechnung und anschlie\u00dfende wirtschaftliche Betrachtung zeigt, dass die solare DSKM durchaus mit solaren Absorptionsk\u00e4ltemaschinen konkurrieren kann. Dabei schneidet die solare DSKM besonders an Standorten mit niedriger durchschnittlicher Feuchtkugeltemperatur gut ab. Dies sind gleichzeitig auch oft Standorte mit hoher Direktstrahlung , so dass die Parabolrinnenkollektoren und die DSKM sich gut erg\u00e4nzen. Unter \u00f6kologischen Gesichtspunkten scheint die solare DSKM gegen\u00fcber anderen K\u00e4ltemaschinen vorteilhafter.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Eine Ver\u00f6ffentlichung der Projektergebnisse ist durch eine Fachver\u00f6ffentlichung und Vortrag auf der Solar Heating and Cooling International Session 61st ATI National Congress in Perugia, Italien 2006, geplant.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Die solare DSKM ist unter \u00f6konomischen und \u00f6kologischen Gesichtspunkten eine interessante Alternative zu anderen Verfahren der solaren K\u00fchlung. Bislang wurde jedoch dieser Technik kaum Beachtung geschenkt, so dass Demonstrationsanlagen bislang nicht realisiert wurden.
\nEine genauere Betrachtung des Betriebsverhaltens der DSKM zeigt jedoch, dass die DSKM im Teillastbereich und bei guten R\u00fcckk\u00fchlbedingungen hohe COP Werte erreichen kann, was sich bei einer Jahresbetrachtung durch einen guten mittleren COP bemerkbar macht.
\nNach Abschluss des Projektes w\u00e4re nun der Bau einer ersten Demonstrationsanlage der folgerichtige Schritt diese Technik weiter voranzutreiben und am Markt zu etablieren.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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