Messehalle - Kälte Klima Aktuell
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| TECHNIK | Absorptionskälte + Eisspeicher<br />
Gebäudekühlsystem mit NH 3 /H 2 O-Absorptionskältemaschine<br />
und Eisspeicher<br />
Erkenntnisse aus Entwicklung und Betrieb<br />
Dipl.-Ing. T. Koller1) ,<br />
Dipl.-Ing. M. Zetzsche1) ,<br />
Prof. Dr. Dr.-Ing.<br />
1), 2)<br />
H. Müller-Steinhagen<br />
1) Universität Stuttgart, Institut für Thermodynamik<br />
und Wärmetechnik (ITW)<br />
2) DLR Stuttgart, Institut für Technische<br />
Thermodynamik<br />
Rückkühler<br />
Bild 1: Schema des Gebäudekühlsystems am ITW<br />
Im Gebäude des Instituts für Thermodynamik<br />
und Wärmetechnik (ITW) der Universität<br />
Stuttgart wurde ein solar betriebenes<br />
Kühlsystem installiert, umfangreich erprobt<br />
und vermessen. Dieses Kühlsystem, siehe<br />
Bild 1, besteht im Wesentlichen aus einer<br />
NH 3 /H 2 O-Absorptionskältemaschine, die mit<br />
Solarkollektoren beheizt und mit Trockenkühlern<br />
gekühlt wird, einem Eisspeicher,<br />
68 <strong>Kälte</strong> <strong>Klima</strong> <strong>Aktuell</strong> Großkälte www.kka-online.info<br />
Seit einigen Jahren wird am Institut für Thermodynamik und Wärmetechnik<br />
(ITW) der Universität Stuttgart eine solar betriebene 10 kW-Absorptionskältemaschine<br />
entwickelt und erprobt. Arbeitsstoffpaar ist eine Ammoniak/Wasser-Lösung.<br />
Durch Kombination mit einem Eisspeicher kann die Effi zienz dieser<br />
<strong>Kälte</strong>maschine bei der Gebäudekühlung wesentlich verbessert werden. Daher<br />
wurde am ITW parallel zur Absorptionskältemaschine auch ein Eisspeicher<br />
mit einem Füllvolumen von 0,5 m³ und einer speicherbaren <strong>Kälte</strong>energie von<br />
etwa 35 kWh entwickelt.<br />
Solarkollektor<br />
Kühldecken<br />
Eisspeicher KW-Speicher<br />
einem Kaltwasserspeicher und Kühldecken.<br />
Die erste Messperiode im Sommer 2008<br />
lieferte bereits viel versprechende Daten des<br />
Gesamtanlagen- und Eisspeicherverhaltens.<br />
Im Sommer 2009 sollten nun die Daten im<br />
Langzeitbetrieb bestätigt und über eine Optimierung<br />
der Anlagenregelung verbessert<br />
werden.<br />
In Zusammenarbeit mit Schüco International<br />
KG wurden seit Herbst 2008 zwei weitere<br />
Demonstrationsanlagen aufgebaut. Das erste<br />
System mit Standort Bielefeld dient der<br />
Kühlung eines Büros und eines angrenzenden<br />
Labors. In Groß Rohrheim wurde das zweite<br />
System aufgebaut. Gekühlt werden dabei ein<br />
Foyer und ein Konferenzraum. Die <strong>Kälte</strong>leistung<br />
der Absorptionskältemaschine wird direkt<br />
in das Kühlregister einer <strong>Klima</strong>anlage<br />
eingekoppelt. Dieses System wurde Anfang<br />
September 2009 in Betrieb genommen. Die<br />
im Folgenden diskutierten Messdaten wurden<br />
am Kühlsystem des ITW gewonnen.<br />
Systemkomponenten | Zur Untersuchung<br />
des Betriebsverhaltens der Absorptionskältemaschine<br />
wurde am ITW ein<br />
Gebäudekühlungssystem aufgebaut, welches<br />
aus der Absorptionskältemaschine, Solarkollektoren,<br />
Trockenkühlern und zwei Eisspeichern<br />
aufgebaut ist. Es werden fünf Räume<br />
mit einer Gesamtfl äche von 110 m² mit Hilfe<br />
von Kühldecken gekühlt.<br />
Absorptionskältemaschine (AKM)<br />
Die Absorptionskältemaschine (siehe Bild 2)<br />
hat eine <strong>Kälte</strong>leistung von 10 kW bei Standardbedingungen.<br />
Diese sind mit 15 °C Kühlwasseraustritt,<br />
100 °C Heiztemperatur und<br />
27 °C Rückkühltemperatur defi niert. Unter<br />
diesen Bedingungen ergibt sich bei der am<br />
ITW entwickelten Absorptionskältemaschine<br />
ein COP von 0,7. Der COP wird dabei wie<br />
folgt berechnet:<br />
∙<br />
QVerdampfer COP = ∙<br />
Q + P Austreiber Pumpe
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