Solare Klimatisierung - Techniken und Energiemanagement

Unter Klimatisierung von Gebäuden wird in diesem Beitrag die Absenkung von Zulufttemperatur, die Einstellung der Zuluftfeuchte und die Einstellung der operativen Temperatur von Innenräumen auf Werte verstanden, die im Behaglichkeitsfeld liegen. Der Markt für die Gebäudeklimatisierung wächst weltweit stark an. Diesem wachsenden Bedarf liegen steigende Ansprüche an das Innenklima, die Industrialisierung warmer Regionen, die Zunahme interner Wärmequellen in Gebäuden (Ausstattung mit Computern, elektrischen Geräten) und der aktuelle architektonische Trend zu verglasten Gebäudehüllen zugrunde. Dem überlagert ist eine Zunahme der sommerlichen Extremtemperaturen in mittleren Breiten, die den Klimatisierungsbedarf zusätzlich erhöht. Die solare gestützte Kühlung von Gebäuden hat den Vorteil der zeitlichen Übereinstimmung von Kühlbedarf und solarem Energieangebot. Sie kommt deshalb mit Kurzzeitspeicher aus. Zur Kühlung können prinzipiell zwei Techniken eingesetzt werden: Die Erzeugung von elektrischer Energie mit PV-Anlagen und der Betrieb von Kompressionskältemaschinen oder die Bereitstellung solarer Wärme von mit thermischen Kollektoren zum Antrieb von Absorptionskältemaschinen. Da aus grundsätzlichen Erwägungen eine hohe solare Deckung angestrebt wird, werden Absorptionskältemaschinen bevorzugt. Hier können einfach thermische Speicher auf der kalten Seite oder der Antriebsseite ins System integriert werden. Als Arbeitsmittel für geschlossene Absorptionssysteme bieten sich LiBr/H2O oder NH3/H2O an. Alternativ dazu sind offene Sorptionssysteme auf der Basis von Feststoffen (z.B. Zeolith oder Silikagel) zu sehen. Sie können simultan kühlen und entfeuchten. Im Vortrag wird zunächst qualitativ auf die verschiedenen Techniken der Klimakältebereitstellung eingegangen und dann an Beispielen quantitativ die Leistungsfähigkeit der Techniken diskutiert.