ZAE BAYERN

Abteilung Solarthermie und Biomasse

Raumklimatisierung mit

flüssigen Absorbentien in offenen Systemen

Dipl.-Ing. Astrid Hublitz

ZAE Bayern e.V., Abt. 4, Walther-Meißner-Str. 6, 85748 Garching

www.zae-bayern.de

ZAE BAYERN

Raumklimatisierung mit flüssigen Absorbentien in offenen Systemen

Astrid Hublitz25.03.2004

40 - 60% der jährlich fertiggestellten Nutzfläche in Nichtwohngebäuden wird klimatisiert

Primärenergiebedarf für Luftkühlung und Entfeuchtung 650-950 GWh/a (Franzke 1994)

USA 1997 123TWhel für Luftkühlung und Entfeuchtung von Wohngebäuden

Motivation

Ziele Einsparen fossiler Brennstoffe Vermeiden von CO2 –Emission

Vermeiden von elektrischer Spitzenlast

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Solare Wärme

Abwärme

Fernwärme

Möglichkeiten zur Energieeinsparung bei der Raumklimatisierung durch Nutzung von

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Randbedingungen:

Örtliche und zeitliche Unterschiede zwischen Wärmebedarf und Wärmeangebot

Transport- und Speicherfähigkeit Nutzung von Niedertemperaturwärme

Kühlung mit flüssigen Sorbentien in offenen Systemen:

Regeneration bei niedrigen Temperaturen (70-80 °C) möglich

Speicherdichte bis 1000 MJ/m³ erreichbar

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35.0 °C14.5 g/kg

28 °C24 g/kg

27 °C 11 g/kg

27 °C 6 g/kg

16 °C10 g/kg

26 %

40 %

Regeneration

Entfeuchter Ind. Verd.Kühler

Verd. Kühler

Speicherung LiCl-H 0

2

Speicherdichte270 kWh/m³

Antriebstemperatur

70 ... 80 °C Leistungszahl COP > 1

Offenes Sorptionskühlsystem mit Energiespeicherung

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Niedrige Regenerationstemperaturen durch gekühlte Absorption

W. Keßling, 1997

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LiCl-H20

0

5

10

15

0 50 100 150 200 250

Mass Ratio MR [kg/kg]

Ene

rgie

spe

iche

rdic

hte

[MJ/

m³]

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800100 kPa

Energiespeicherung für Entfeuchtung

Gekühlte Absorption ARI -Bedingungen:Feuchte: 14.5 g/kgKühlgrenze: 23.9 °C

Konzentration LiCl-Lsg:Eintritt: 40.0 %Austritt: 20.5 %

Bester Prozess fürEntfeuchtung und

EnergiespeicherungSole

Luft

M

MMR

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Erzeugung der Speicherdichte:

Stratifizierung von

Konzentration und

Temperatur beim

Absorptionsprozess

durch gekühlte

Austauschplatten

Luft

Wasser

Sole

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TGA Planer:

Ing. Büro

M. Gammel

Abensberg

Architekten:Harth

&

Flierl

Amberg

Sorptionstechnik: ZAE Bayern, Garching

Email-Fabrik in Amberg

Investor: Prochek Immobilien Amberg, A. and G. Baumann

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32 °C /12 g/kg 24 °C/ 18 g/kg

24°C / 10g/kg

24,5°C / 8,5 g/kg

LiCl-Lösung

28 %

40 %

Atrium

BüroBüro

Entfeuchtung Ind. Verd. Kühlung

70 .. 80 °C Leistungszahl COP > 1,5

Bauteiltemperierung mit Brunnenwasser 14 °C

Speicherdichte~ 250 kWh/m³

Bürohaus Email Fabrik Amberg: Zuluftentfeuchtung und -kühlung

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Email-Fabrik

Amberg

Bauteil- kühlung

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70 m²

Wagner

Euro Solar

20 HT

Kollektorfeld

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Kosten Sorptionstechnik „Emailfabrik“

AnsatzPos Leistung netto netto Status

EUR EUR

1. Absorber 71,581 96,815 abgerechnet 6.45 EUR/(m³/h) 15,000 m³/h

2 Rückkühlung + KVS 46,016 20,963 anteilig 0.70 EUR/(m³/h) 30,000 m³/h

3

Regenerator, Gehäuse, Außengehäuse, Ventilator, WRG, Montage 15,850 23,850 anteilig 681.43 EUR/kW 35 kW

4.1.Sole Rohrleitungen Armaturen

etc 28,121 46,016 abgerechnet 3.07 EUR/(m³/h) 15,000 m³/h

4.2. Tank & Salzlösung 40% LiCl 27,610 30,678 abgerechnet 15 EUR/kWh 2,000 kWh

5 MSR & Elektrik 25,565 52,663 abgerechnet 17% 310,354 EUR

6 Solarsystem komplett montiert 30,678 39,369 abgerechnet 1,100 EUR/m² 70 m²

Summe 245,420 310,354 20.23 EUR/(m³/h) 30,000 m³/h

Differenz Summe - Ansatz 64,934 26% 245,420 EUR

Kosten Stand AnalyseSpezifische Kosten Bezugsgröße

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Kalt-Wasser: 6 °C / 12 °C Heiss-Wasser: 80 °C/100 °C

Salzlösung: LiCl Salzlösung:CaCl2/Ca(NO3)2

Vergleich: Speichersysteme für Luftentfeuchtung

Spez. Speichervolumen [m³/MWh]

140

60

4.8 4.80

50

100

150

200

Kalt-Wasser

LiClHeiss-Wasser

CaCl2/Ca(NO3)2

Spez. Speicherkosten [€/MWh]

28570

12000 9943

3886

0

10000

20000

30000

40000

Kalt-Wasser

LiClHeiss-Wasser

CaCl2/Ca(NO3)2

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Klimatisierung Jazzklub

Regenerator

EnergieSpeicher

Kühlung

Flachkollektoren

Absorber IndirekterVerdunstungskühler

IndirekterVerdunstungskühler

32 °C12 g/kg

27 °C22 g/kg

21 °C

16 °C

31%

29 °C 6 g/kg

42%19 °C14 g/kg

800 MJ/m³

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