Solare Kühlung

Solare Kühlung

Die Firma Prochek Immobilien hat durch das Architekturbüro Harth und Flierl Amberg in Deutschland ein klimatisiertes Bürogebäude mit 5700 m² Bruttogeschossfläche errichten lassen. Mit dem Energiekonzept des Ingenieurbüros Gam-mel in Abensberg soll der Heizenergiebedarf bei 35 kWh/(m²a) und der Kühlbedarf bei 30 kWh/(m² a) liegen.

Regenerative Klimatisierung eines Bürogebäudes

Von Eberhard Lävemann*

Das Gebäude wird im Winter über so genannte thermisch aktivierte Decken (TAD) geheizt. Bedarfsabhängig wird die erforderliche Zusatzheizleistung über eine Lüftungsanlage zugeführt. Im Sommer wird das Gebäude über die TAD und die Lüftungsanlage mit Brunnenwasser von ca. 14 °C gekühlt. Die Luftfeuchtigkeit im Gebäude muss überwacht und begrenzt werden, um Kondensation an den gekühlten Bauteilen zu vermeiden. Dazu wird ein neu-artiges, am Bayerischen Zentrum für angewandte Energieforschung (ZAE Bayern) entwickeltes Sorptionssystem eingesetzt, das solar betrieben wird. Die Bauteilkühlung und das Sorptionssystem benötigen nur wenig elektrische Energie für Pumpen und Steuerung.
Außenluft (30.000 m³/h) wird im Sommer in einem Entfeuchter mit konzentrierter LiCl-H₂O-Lösung absorptiv entfeuchtet (70 kW) und gekühlt (80 kW) und über das Atrium dem Gebäude zugeführt (siehe im Titelbild dieses Artikels das Schema des Sorptionssystems zur Zuluftentfeuchtung und -kühlung). Die Gebäudeabluft wird an drei Stellen gesammelt. Sie kühlt über indirekte Verdunstungskühler und ein Kreislaufverbundsystem den Ent-feuchter. Durch diese "Kälterückgewinnung" werden thermische Leistungszahlen von 1,2 bis 2,0 erreicht. Die Konzentration der Salzlösung wird im Entfeuchter von 40% auf ca. 28% herabgesetzt. Verdünnte und konzentrierte Lösung werden separat gelagert und speichern Energie verlustfrei mit sehr hoher Dichte, ca. 270 kWh/m³. Die Speicherdauer beträgt wenige Tage bis mehrere Monate.
Wenn Sonnenenergie verfügbar ist, wird die verdünnte LiCl-H₂O-Lösung im Regenerator auf 60 bis 80 °C erwärmt und damit regeneriert. Wasser verdunstet und wird mit einem Luftstrom an die Umgebung abgeführt. Das gelöste LiCl-Salz bleibt im Kreislauf.
Ein Feld von 70 m² Flachkollektoren mit einer solarthermischen Leistung von 30 - 40 kW, und ein Speichervolumen von ca. 8,4 m³ verdünnter Lösung sind vorgesehen, um etwa 80% solare Deckung zu erreichen. Die Anlage soll im Sommer 2002 in Betrieb gehen.

*) Dipl.-Ing. Eberhard Lävemann leitet die Gruppe "Sorptionstechnik" der Abteilung "Solarthermie und Biomasse" des Bayrischen Zentrums für angewandte Energieforschung, ZAE Bayern, in Garching bei München, www.zae.bayern.de, laevemann@muc.zae-bayern.de [^]