Zeitschrift EE

Zurück zu den Beiträgen

2005-02: Energieeffiziente Klimatisierung

Aktives solares Kühlen

Seit 2002 ist das neunstockige Hauptquartier der europäischen Agentur zum Wiederaufbau im Kosovo mit einer solaren Wasseraufbereitungsanlage und einem Kühlungssystem ausgestattet.
Die Leistung erfüllt die Erwartungen vollkommen und bestätigt die gewählte Bauweise und die Größenbemessung. Die solare Energie kann rund 75% der Kühlleistung und auch einen beträchtlichen Anteil der Heizung abdecken.

Solar Air Conditioning im EAR Tower

Von Christian Holter*

Verantwortlichkeiten und eingebundene Firmen

Solid und IC Consulent konnten sich mit dem Projektleiter der EAR, Herrn Otto Roman Barnert, und UNIPROJEKT von Pristina Kosovo einigen, das weltweit größte solare Kühlsystem für die Renovierung des EAR Towers in Pristina zu realisieren. Der 2700 m² große EAR Tower wurde während des Kosovokrieges beträchtlich beschädigt. Im Zuge der Renovierung wurde der Wärmeverlust und die Kühlkraft minimiert. Gut gedämmte Fenster wurden eingebaut und die Isolation des Gebäudes wurde verbessert.

Design und Engineering

Im Sommer wird die solare Energie zur Warmwasseraufbereitung und für die Kühlung verwendet. Im Frühjahr und Herbst kann die gewonnene Energie auch für die Raumheizung genützt werden. Ursprünglich wurde die Kühlleistung laut Norm mit rund 220 kW angenommen. Eine Nachkalkulation der Wärmerückgewinnung auf Grund des neuesten technologischen Stands brachte eine Reduktion auf 110 kW.

Solares Kühlsystem

Das Gebäude ist vollständige klimatisiert. Die Frischluft wird über eine Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung befördert Mit der so behandelten Luft ist es möglich, ungefähr 30% der Kühlkapazität des Gebäudes abzudecken. Der verbleibende Kühlbedarf im Gebäude wird durch ein Gebläse gedeckt.

Zum Einsatz kommt die so genannte Absorptionstechnik auf Basis von Lithiumbromid. Zwei Absorptions-Kältemaschinen erbringen zusammen eine Kühlleistung von 90 KW. Ihre Energie erhalten sie von 227 m² thermischen Solarkollektoren. Dabei handelt es sich im 18 "Gluatmugl" Kollektoren der Firma Ökotech, welche die Arbeitstemperatur der Aggregate mühelos bei 75 bis 95 °C halten.

Abbildung 1: EAR Tower vor der Renovierung

Der Kühlbedarf im Haus geht im Tagesverlauf konform mit der Strahlungsleistung der Sonne. Daher ist praktisch keine Energiespeicherung notwendig, und das gesamte System arbeitet sehr effektiv. Die Wärme im Gebäude entsteht u.a. durch die EDV, durch künstliche Beleuchtung und durch die Sonneneinstrahlung.

Erfahrungen über drei Sommer

Spitzenkühllast: Die Spitzenkühllast ist wesentlich niedriger als errechnet. Die Spitzenkühllast ist mit ungefähr 80 kW wesentlich geringer als kalkuliert. Sogar durch die Bedingungen im sehr warmen Sommer 2003 wurden die o.g Werte nicht überschritten.
Kühlbedarfsprofil: Das Bürohaus hat eine Kühllast, die sehr gut zum Solarprofil passt, und eine Verschiebung der Spitze von nur zwei Stunden hat. Im ersten Jahr des Betriebes wurde zum Abkühlen während der Nacht nicht die Außenluft verwendet, daher gab es eine Morgenspitze, die durch das Back-up abgedeckt werden musste. Während des Tages ergab sich eine vollständige solare Abdeckung. Nur in den Abendstunden wurde ebenfalls manchmal das Back-up benötigt.
Systemleistung: Das Solare Kühlsystem arbeitet durchaus zufriedenstellend. Die solare Fraktion und die CPO der Kälteanlage reichen für die konzipierte Größe vollkommen aus.
Sonnenkollektoren: Sonnenkollektoren müssen Temperaturen von mindestens 90 °C liefern. Kollektoren, die für solare Warmwasserbereitung benutzt werden, haben in diesen Temperaturstufen eine niedrige Leistung. Es sind Kollektoren in diesem Projekt benutzt worden, die ein freies Potenzial für weitere Entwicklung haben.

 

Zukünftige Strategie

Die Solare Kühlung ist eine gut funktionierende Technologie. Mehr sogar, verglichen mit den Investitionen und den Betriebskosten anderer Gebäude, ist sie eine sehr ökonomische Technologie. Für die Nachahmung und Weiterführung von erfolgreichen Projekten sind folgende Punkte zu empfehlen:
Eine überschätzte Auslastung bedingt eine übergroße Anlage mit zu hohen Kosten und - später - zu operativen Problemen, die zu Überhitzung führen. Daher ist eine realistische Auslastung sorgsam zu kalkulieren.
Nur speziell entwickelte Flachkollektoren können den bestmöglichen Temperaturlevel erreichen und sind die beste ökonomische Lösung. Kollektoren, die für private solare Warmwasserbereitung genützt werden, entsprechen den Vorgaben von solaren Kühlanlagen nicht. Das Fachwissen über die Qualität von Großflächenkollektoren ist eine grundlegende Basis für den Solarkühlanlagenbau. Daher müssen qualitativ hochwertige Kollektoren ausgewählt werden.
Die technischen Teile einschließlich der Pumpenstationen, der Steuerung, der Ventile usw.. werden in der Zukunft wird als vorfabrizierte Teile angeboten, um bei der lokalen Installation Zeit zu gewinnen, und Risken bei der Installation zu vermeiden.
Für eine gute Leistung des Solarbetriebes, müssen die Schnittstellen zwischen dem Ventilationssystem und dem Kühl-/Heizsystem sehr genau funktionieren. Wichtig ist es. eine hohe Qualitätssicherung zu haben.
Nach erfolgreicher Installation der solaren Kühlteile sind die Anpassung und Integration in das Energiesystem ein sehr kritischer Punkt. Wenn dem nicht genug Aufmerksamkeit beigemessen wird, kann das die gesamte Leistung des Solarsystem beeinträchtigen.
Das System wird durch Fernüberwachung beobachtet und evaluiert. Das ist die Voraussetzung, um ein erfolgreiches Projekt durchzuführen und Vorort Mitarbeiter zu unterstützen.

*) Dr. Christian Holter ist Geschäftsführer der Firma SOLID in Graz, This e-mail address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it. ,www.solid.at [^]

Top of page