Solarthermie-2000 – Teilprogramm 2 - Solar - so heizt man heute

Solaranlage ist die Situation in Seniorenheimen, da dort die Abwärmemenge aus der Lebensmittelkühlung
wegen der geringeren Vorratshaltung erfahrungsgemäß zu gering ist, um
einen wesentlichen Beitrag zur Warmwasserbereitung leisten zu können. Bei Krankenhäusern
ist zu prüfen, ob ggf. durch die Raumkühlung anfallende Abwärme zu verwerten ist.
Abwärme aus Heizkesseln
Die Nutzung der Abwärme von Heizkesseln kann z.B. durch den Einsatz von Wärmetauschern
erfolgen, in denen die Energie (evtl. auch Kondensationsenergie) des Rauchgases
an den Verbrauchskreis abgegeben wird. Bei derartigen Systemen ist der Abwärmeanfall im
Sommer naturgemäß beträchtlich geringer als im Winter, da im Sommer kein Wärmebedarf
für die Raumheizung besteht, sondern nur Trinkwasser erwärmt wird. Das Verhältnis des
Abwärmeanfalls zwischen den Monaten Januar und Juli liegt in etwa bei 5:1, ist aber stark
abhängig vom Heizenergiebedarf des Hauses und vom Warmwasserverbrauch.
Abwärme aus anderen Quellen
Wesentlich komplizierter stellen sich oft die Verhältnisse bei komplex aufgebauten Verbrauchssystemen
wie z.B. in Hallenbädern dar, bei denen es eine Vielzahl von Möglichkeiten
zur Abwärmenutzung gibt (Luft, Beckenwasser, Duschwasser usw.). Ist das Bad mit
derartigen Techniken noch nicht voll ausgestattet, so sollte im Rahmen einer Energiestudie
zunächst das technisch und wirtschaftlich günstigste Konzept ermittelt werden. Zur Installation
eines Solarsystems kann nur dann geraten werden, wenn sich dies als optimale Lösung
erweist, oder wenn günstigere Maßnahmen gleichzeitig ergriffen werden.
Erhöhung der Kaltwassertemperatur durch Energieaufnahme aus der Raumluft
Besonders in großen Gebäuden mit langen Kaltwasserleitungen (manchmal durch Heizzentralen)
erwärmt sich das Kaltwasser auf dem Weg von der Eintrittsstelle in das Gebäude bis
zum Warmwasserspeicher oftmals erheblich, weil die zur Vermeidung von Schwitzwasserbildung
nur dünn gedämmten Leitungen Energie aus der Umgebungsluft im Gebäude aufnehmen.
Diese Temperaturerhöhungen des Kaltwassers über das Niveau in den erdverlegten
Leitungen (6-8 °C im Winter, 14-16 °C im Sommer) treten sehr häufig auf. Werden diese
Leitungen auf langem Weg durch Heizzentralen mit hoher Lufttemperatur geführt, so können
diese Temperaturerhöhungen bei mittlerer Zapfmenge mehrere Grad betragen; bei geringer
Zapfung wird fast das Niveau der Umgebungsluft erreicht. In der Regel ist hier die
Kaltwassererwärmung im Sommer geringer als im Winter, weil erstens die Kaltwassertemperatur
im Sommer näher an der Raumtemperatur liegt und weil zweitens die Temperatur in
Heizzentralen im Sommer niedriger ist als im Winter. Als Relation zwischen der Aufnahme
von Umgebungswärme im Winter und der im Sommer wird ein Wert von 2:1 gewählt.
Die folgenden Überlegungen beschränken sich auf die Fälle, bei denen die Solaranlage der
Abwärmenutzung nachgeschaltet ist (s. Abb. 3.3). Der nachrangigen Solaranlage steht dann
nicht mehr das Temperaturniveau des Kaltwassers zur Verfügung, sondern ein je nach genutzter
Abwärmemenge erhöhtes Niveau. Dadurch sinkt (bei gleicher Größe der Solaranlage)
der Jahres-Nutzenergieertrag des Solarsystems entsprechend ab.
Um diesen Zusammenhang zu verdeutlichen, wurden für die oben aufgeführten drei Fälle
(Abwärme aus Kältemaschinen, aus Heizkesseln und aus Umgebungsluft) Simulationsrechnungen
mit dem Programm T*SOL durchgeführt, in das man die Kaltwassertemperaturen
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