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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
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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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ZAE BAYERN
Raumklimatisierung mit flüssigen Absorbentien in offenen Systemen
Astrid Hublitz25.03.2004
Solare Wärme
Abwärme
Fernwärme
Möglichkeiten zur Energieeinsparung bei der Raumklimatisierung durch Nutzung von
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ZAE BAYERN
Raumklimatisierung mit flüssigen Absorbentien in offenen Systemen
Astrid Hublitz25.03.2004
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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Raumklimatisierung mit flüssigen Absorbentien in offenen Systemen
Astrid Hublitz25.03.2004
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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Raumklimatisierung mit flüssigen Absorbentien in offenen Systemen
Astrid Hublitz25.03.2004
Niedrige Regenerationstemperaturen durch gekühlte Absorption
W. Keßling, 1997
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Raumklimatisierung mit flüssigen Absorbentien in offenen Systemen
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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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Raumklimatisierung mit flüssigen Absorbentien in offenen Systemen
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Erzeugung der Speicherdichte:
Stratifizierung von
Konzentration und
Temperatur beim
Absorptionsprozess
durch gekühlte
Austauschplatten
Luft
Wasser
Sole
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ZAE BAYERN
Raumklimatisierung mit flüssigen Absorbentien in offenen Systemen
Astrid Hublitz25.03.2004
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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ZAE BAYERN
Raumklimatisierung mit flüssigen Absorbentien in offenen Systemen
Astrid Hublitz25.03.2004
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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ZAE BAYERN
Raumklimatisierung mit flüssigen Absorbentien in offenen Systemen
Astrid Hublitz25.03.2004
Email-Fabrik
Amberg
Bauteil- kühlung
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ZAE BAYERN
Raumklimatisierung mit flüssigen Absorbentien in offenen Systemen
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70 m²
Wagner
Euro Solar
20 HT
Kollektorfeld
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ZAE BAYERN
Raumklimatisierung mit flüssigen Absorbentien in offenen Systemen
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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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Raumklimatisierung mit flüssigen Absorbentien in offenen Systemen
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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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Raumklimatisierung mit flüssigen Absorbentien in offenen Systemen
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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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Raumklimatisierung mit flüssigen Absorbentien in offenen Systemen
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Vielen Dank
für Ihre Aufmerksamkeit!