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Eine
innovative Lösung zur Klimatisierung von Gebäuden hat die ASUE
Arbeitsgemeinschaft für sparsamen und umweltfreundlichen Energieverbrauch e. V.
vorgestellt. Sie basiert auf Kombination einer Absorptionswärmepumpe mit einem
Eisspeicher, dem im Winter Wärme zu Heizzwecken und im Sommer Kälte zu
Kühlzwecken entzogen wird. Da in diesem Eisspeicher der Energiestrom aus der
jeweils nicht benötigten Seite der Absorptionswärmepumpe akkumuliert, also nicht
ungenutzt an die Umgebung abgegeben, wird, kommt das System mit einem Minimum an
zusätzlicher Energie aus.
Absorptionswärmepumpen kommen in der Klimatechnik schon seit
längerem zum Einsatz. Wie im Kompressionskälteprozess wird auch im
Absorptionskälteprozess die Kälte dadurch erzeugt, dass das Kältemittel bei
einem niedrigen Druck verdampft. Die für die Verdampfung des Kältemittels
erforderliche Wärme wird dem zu kühlenden Medium, beispielsweise der Raumluft,
entzogen, wodurch der Kühleffekt entsteht. Der Unterschied zu
Kompressionskälteanlagen besteht darin, dass die Absorptionswärmepumpen nicht
durch einen Motor mit mechanischer Energie, sondern durch chemische Energie in
Form von Wärme - z.B. durch einen mit Erdgas betriebenen Brenner - angetrieben
werden. (Laut ASUE seien mit Erdgas betriebene Brenner nicht nur nahezu
verschleißfrei, wartungs- und geräuscharm, sie würden die eingesetzte Energie
auch wesentlich rationeller nutzen als elektrisch betriebene Anlagen. Ein
weiterer Vorteil sei ihr hervorragendes Teillastverhalten.)
Eine der wesentlichen Aufgaben von Klimaanlagen besteht darin,
den zu kühlenden Räumen Wärme zu entziehen. Die patentierte Lösung der Firma
isocal HeizKühlsysteme GmbH speichert nun diese Abwärme so, dass sie im Winter
wieder für Heizzwecke genutzt werden kann, in dem sie eine Absorptionswärmepumpe
mit einem Eisspeicher kombiniert. Dahinter verbirgt sich ein im Erdreich
verborgener, mit Wasser gefüllter Behälter, dessen Größe von der Menge der
aufzunehmendem Energiemenge abhängig ist:
<center>
</center>
Im Winter wird diesem Eisspeicher über einen Wärmetauscher
die im zunächst flüssigen Wasser enthaltene Wärme für die Gebäudeheizung
entzogen, wodurch das Wasser gefriert. Bei dieser Wärme handelt es sich um jene
Energie, die den zu kühlenden Räumen während des vergangenen Sommers entzogen
wurde. Wechselt das System nun vom Heiz- in den Kühlbetrieb, wird dem Eis die
Kälte wieder entzogen und gleichzeitig die den zu kühlenden Räumen entzogene
Wärme zugeführt. Dadurch erwärmt sich das zunächst gefrorene Wasser im Laufe der
Zeit immer mehr, bis zu Beginn der neuen Heizsaison der Kreislauf von neuem
beginnt.
Da der Eisspeicher so angelegt ist, dass die Wassertemperatur im
Jahresverlauf nur zwischen 0 und 10 °C schwankt, soll das System fast ohne
Wärmeverluste arbeiten. Nach Angaben von isocal liegen weitere Vorteile in der
Bereitstellung von Kälte im Sommer mit geringsten energetischen Aufwand und
Kosten, einem auf rund ein Prozent gesenkten Energie- beziehungsweise
Strombedarf für die Kühlung, einem drastisch reduzierten Kohlendioxid-Ausstoß
sowie deutlich geringeren Investitions- und Betriebskosten. Durch den breiten
Einsatz solcher Anlagen könnte dank des Primärenergieträgers Erdgas darüber
hinaus der Anstieg der benötigten Stromkapazitäten gestoppt werden, wie er
ansonsten zur Deckung des wachsenden Klimatisierungsbedarfs allein durch
konventionelle Systeme zu erwarten wäre.
Realisiert wurde eine solche Anlage bereits bei der
isocal HeizKühlsysteme GmbH selbst für ein Gebäude mit einem ...
einer Temperaturspanne von +8°C bis 0°C somit 15.300 kWh Wärme speichern.
Zusammen mit 16.200 kWh Wärme aus Erdkollektoren ergibt sich bei einer
jährlichen Heizdauer von 1.800 Stunden eine Entzugsleistung von 17,5 kW. Die
restlichen 22,5 kW (entsprechend 40.500 kWh) leistet der Gasbrenner der
Absorptionswärmepumpe, die damit zusammen 40 kW beziehungsweise 72.000 kWh
Wärmeleistung erbringt. Da während des Kühlbetriebs dem Eisspeicher im Sommer
aus dem Gebäude nur 8.750 kWh Wärme zugeführt werden, fehlen noch 6.550 kWh zum
Erreichen des energetischen Gleichgewichts. Diese Wärmemenge kann beispielsweise
über das Kühlen weiterer Gebäudeteile oder Sonnenkollektoren bereitgestellt
werden. Der Strombedarf des Systems beträgt nur 0,5 kW.
Laut isocal erreicht die hier beschriebene Kombination aus
Gas-Absorptionswärmepumpe und Eisspeicher aufgrund der gleichzeitigen Nutzung
von Wärme und Kälte eine Gesamtenergieeffizienz von 200 Prozent - bezogen auf
die eingesetzte Primärenergie. Bei getrennter Betrachtung von Sommer und Winter
ergäbe dies im Winter beim Heizbetrieb eine Effizienz von rund 160 Prozent,
während im Sommer die im Eisspeicher vorhandene Kälte nahezu ohne weiteren
Energieeinsatz zum Kühlen genutzt werden könne.
Die Kosten für die Errichtung einer Anlage mit 40 kW Heiz- und
20 kW Kälteleistung betragen nach Angaben von isocal zwischen 20.000 und 30.000
Euro in Abhängigkeit davon, ob das ausgehobene Erdreich für den Eisspeicher auf
dem Gelände verbleiben kann oder abgefahren werden muss. Damit erkaufe man sich
für den ungefähren Preis einer Erdsonde den Vorteil einer preiswerten bis
kostenlosen Kälteversorgung im Sommer.
<div align='right'>Siehe auch: ausgewählte weitere Meldungen:
innovative Lösung zur Klimatisierung von Gebäuden hat die ASUE
Arbeitsgemeinschaft für sparsamen und umweltfreundlichen Energieverbrauch e. V.
vorgestellt. Sie basiert auf Kombination einer Absorptionswärmepumpe mit einem
Eisspeicher, dem im Winter Wärme zu Heizzwecken und im Sommer Kälte zu
Kühlzwecken entzogen wird. Da in diesem Eisspeicher der Energiestrom aus der
jeweils nicht benötigten Seite der Absorptionswärmepumpe akkumuliert, also nicht
ungenutzt an die Umgebung abgegeben, wird, kommt das System mit einem Minimum an
zusätzlicher Energie aus.
Absorptionswärmepumpen kommen in der Klimatechnik schon seit
längerem zum Einsatz. Wie im Kompressionskälteprozess wird auch im
Absorptionskälteprozess die Kälte dadurch erzeugt, dass das Kältemittel bei
einem niedrigen Druck verdampft. Die für die Verdampfung des Kältemittels
erforderliche Wärme wird dem zu kühlenden Medium, beispielsweise der Raumluft,
entzogen, wodurch der Kühleffekt entsteht. Der Unterschied zu
Kompressionskälteanlagen besteht darin, dass die Absorptionswärmepumpen nicht
durch einen Motor mit mechanischer Energie, sondern durch chemische Energie in
Form von Wärme - z.B. durch einen mit Erdgas betriebenen Brenner - angetrieben
werden. (Laut ASUE seien mit Erdgas betriebene Brenner nicht nur nahezu
verschleißfrei, wartungs- und geräuscharm, sie würden die eingesetzte Energie
auch wesentlich rationeller nutzen als elektrisch betriebene Anlagen. Ein
weiterer Vorteil sei ihr hervorragendes Teillastverhalten.)
Eine der wesentlichen Aufgaben von Klimaanlagen besteht darin,
den zu kühlenden Räumen Wärme zu entziehen. Die patentierte Lösung der Firma
isocal HeizKühlsysteme GmbH speichert nun diese Abwärme so, dass sie im Winter
wieder für Heizzwecke genutzt werden kann, in dem sie eine Absorptionswärmepumpe
mit einem Eisspeicher kombiniert. Dahinter verbirgt sich ein im Erdreich
verborgener, mit Wasser gefüllter Behälter, dessen Größe von der Menge der
aufzunehmendem Energiemenge abhängig ist:
<center>
<img border="1" src="http://www.baulinks.com/webplugin/2005/i/1532-asue1.jpg" vspace="2" alt="Kältespeicher, Gas-Absorptionswärmepumpe, Klimatisierung, Klimaanlage, Energiespeicher, Eisspeicher, Klimatechnik, Absorptionswärmepumpe, HeizKühlsystem, Heiztechnik, Kältetechnik, Wärmetauscher, Gebäudeheizung, Heizen, Kühlen, Wärmeverlust, Energiekosten, Abwärme, Abkälte"> |
</center>
Im Winter wird diesem Eisspeicher über einen Wärmetauscher
die im zunächst flüssigen Wasser enthaltene Wärme für die Gebäudeheizung
entzogen, wodurch das Wasser gefriert. Bei dieser Wärme handelt es sich um jene
Energie, die den zu kühlenden Räumen während des vergangenen Sommers entzogen
wurde. Wechselt das System nun vom Heiz- in den Kühlbetrieb, wird dem Eis die
Kälte wieder entzogen und gleichzeitig die den zu kühlenden Räumen entzogene
Wärme zugeführt. Dadurch erwärmt sich das zunächst gefrorene Wasser im Laufe der
Zeit immer mehr, bis zu Beginn der neuen Heizsaison der Kreislauf von neuem
beginnt.
Da der Eisspeicher so angelegt ist, dass die Wassertemperatur im
Jahresverlauf nur zwischen 0 und 10 °C schwankt, soll das System fast ohne
Wärmeverluste arbeiten. Nach Angaben von isocal liegen weitere Vorteile in der
Bereitstellung von Kälte im Sommer mit geringsten energetischen Aufwand und
Kosten, einem auf rund ein Prozent gesenkten Energie- beziehungsweise
Strombedarf für die Kühlung, einem drastisch reduzierten Kohlendioxid-Ausstoß
sowie deutlich geringeren Investitions- und Betriebskosten. Durch den breiten
Einsatz solcher Anlagen könnte dank des Primärenergieträgers Erdgas darüber
hinaus der Anstieg der benötigten Stromkapazitäten gestoppt werden, wie er
ansonsten zur Deckung des wachsenden Klimatisierungsbedarfs allein durch
konventionelle Systeme zu erwarten wäre.
Realisiert wurde eine solche Anlage bereits bei der
isocal HeizKühlsysteme GmbH selbst für ein Gebäude mit einem ...
- Wärmebedarf von 40 kW (Jahresbedarf 72.000 kWh) und
- einer Kühllast von 17,5 kW (Jahresbedarf 8.750 kWh).
einer Temperaturspanne von +8°C bis 0°C somit 15.300 kWh Wärme speichern.
Zusammen mit 16.200 kWh Wärme aus Erdkollektoren ergibt sich bei einer
jährlichen Heizdauer von 1.800 Stunden eine Entzugsleistung von 17,5 kW. Die
restlichen 22,5 kW (entsprechend 40.500 kWh) leistet der Gasbrenner der
Absorptionswärmepumpe, die damit zusammen 40 kW beziehungsweise 72.000 kWh
Wärmeleistung erbringt. Da während des Kühlbetriebs dem Eisspeicher im Sommer
aus dem Gebäude nur 8.750 kWh Wärme zugeführt werden, fehlen noch 6.550 kWh zum
Erreichen des energetischen Gleichgewichts. Diese Wärmemenge kann beispielsweise
über das Kühlen weiterer Gebäudeteile oder Sonnenkollektoren bereitgestellt
werden. Der Strombedarf des Systems beträgt nur 0,5 kW.
Laut isocal erreicht die hier beschriebene Kombination aus
Gas-Absorptionswärmepumpe und Eisspeicher aufgrund der gleichzeitigen Nutzung
von Wärme und Kälte eine Gesamtenergieeffizienz von 200 Prozent - bezogen auf
die eingesetzte Primärenergie. Bei getrennter Betrachtung von Sommer und Winter
ergäbe dies im Winter beim Heizbetrieb eine Effizienz von rund 160 Prozent,
während im Sommer die im Eisspeicher vorhandene Kälte nahezu ohne weiteren
Energieeinsatz zum Kühlen genutzt werden könne.
Die Kosten für die Errichtung einer Anlage mit 40 kW Heiz- und
20 kW Kälteleistung betragen nach Angaben von isocal zwischen 20.000 und 30.000
Euro in Abhängigkeit davon, ob das ausgehobene Erdreich für den Eisspeicher auf
dem Gelände verbleiben kann oder abgefahren werden muss. Damit erkaufe man sich
für den ungefähren Preis einer Erdsonde den Vorteil einer preiswerten bis
kostenlosen Kälteversorgung im Sommer.
<div align='right'>Siehe auch: ausgewählte weitere Meldungen:
- Fraunhofer-Institut
für Bauphysik veröffentlicht EnEff-Tool (24.8.2005)
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