IEA SHC Task 38: Solare Klimatisierung und Kühlung

Die Motivation

Markt

Ein beachtliches Wachstum des Marktes zur Klimatisierung ist weltweit beobachtbar. Die Zahl verkaufter Geräte stieg weltweit von etwa 26 Mio. Stück im Jahre 1998 auf über 40 Mio. Stück im Jahr 2006 (Prognose) an. Im gleichen Zeitraum blieben die Verkaufzahlen großer zentraler Klimaanlagen beinahe unverändert. Welche Technologie zum Einsatz kommt - kleine RAC Splitgeräte, Multi-Splitsysteme, Systeme mit zentrale Kaltwassererzeugung oder Zentralklimaanlagen - hängt sowohl stark von der jeweiligen Region als auch vom Kühllastprofil ab. Die Dominanz kleiner Splitsysteme im Bereich von Privatwohnungen stellt einen weltweit gültigen Trend dar. Aus diesem Grunde sind insbesondere neue umweltfreundliche Konzepte für Klimaanlagen im kleineren Leistungsbereich von hoher Wichtigkeit und Bedeutung.

Energie und Umwelt

Elektrisch betriebene Kälte- Klimageräte zeichnen sich durch relativ hohen Standard hinsichtlich ihres Energieverbrauches aus. Diese Geräte weisen hohe Stromverbräuche auf - und was noch mehr wiegt - sie verursachen signifikante Spitzenlasten im öffentlichen Stromnetz. Zunehmend stellt dies in Regionen mit hohem Kühlbedarf ein Problem dar. In jüngster Vergangenheit stieg die Zahl der auftretenden Engpässe der öffentlichen Stromversorgung aufgrund der sommerlichen Nutzung von elektrisch betriebenen Klimageräten. In verschiedenen Teilen der Welt sind unterschiedliche Richtlinien initiiert worden, um den Einsatz von aktiver Klimatisierung ohne Nutzung Erneuerbarer Energien im Gebäude zu limitieren oder sogar zu vermeiden. Dies unterstreicht deutlich die Notwendigkeit neue technische Lösungen bei geringerem Stromverbrauch auf den Weg zu bringen. Insbesondere sind effektive Konzepte zur Verminderung der elektrischen Spitzenlast im öffentlichen Netz von hohem Interesse.

Ein zusätzlicher umweltrelevanter Aspekt betrifft das Potenzial globaler Erwärmung aufgrund der eingesetzten Kältemittel. Leckagen von Kältemittel zur Klimatisierung führten zu einzelnen Gesetzesinitiativen, die eine Limitierung oder sogar ein Verbot klassischer fluorierter Kältemittel zum Ziele haben. Beinahe alle thermisch angetriebenen Technologien verwenden Kältemittel gänzlich ohne Potenzial zur Globalerwärmung.

Grundlegendes Ziel

In der Task 38 werden im Wesentlichen geeignete Maßnahmen zur verbesserten Markteinführung der solaren Klimatisierung und Kälteerzeugung aufgesetzt, wobei der Hauptfokus auf verbesserten Komponenten und Systemkonzepten liegt. Im Einzelnen wird die Markteinführung durch folgende Aktivitäten unterstützt:

• Entwicklung und Prüfung von Komponenten der Kühl- bzw. Klimatechnologie für Wohngebäude und Gewerbe im kleineren Leistungsbereich;
• Entwicklung von Kompaktlösungen für Systeme kleinerer und mittlerer Leistung und Erarbeitung von optimierten und standardisierten Schemata kundenspezifischer Systeme;
• Berichterstellung zu Erfahrungen mit neuen Demonstrationsanlagen und zur Methode der Evaluierung und Bewertung von Betriebsverhalten;
• Erstellung von Begleitdokumenten zur Unterstützung der Planung, der Installation und der Inbetriebnahmen von solaren Klimatisierungs- bzw. Kühlanlagen;
• Analyse von neuen Konzepten und Technologien mit speziellem Schwerpunkt auf thermodynamischen Prinzipien und einem bibliografischen "Review";
• Wissenschaftlicher Vergleich zwischen verfügbaren Simulationstools und Eignung zur Planung und Systemanalyse
• Marktorientierter Wissenstransfer und Maßnahmen zur Marktstimulation, es wird neben der Bereitstellung von Informationsmaterialien und Ausbildungsunterlagen sowie der Durchführung von Workshops auch eine zweite Ausgabe des Handbuches zur solaren Klimatisierung und Kühlung für Planer herausgegeben

Taskleitung

Operating Agent: Hans-Martin Henning, Hans-Martin.Henning@ise.fraunhofer.de, GERMANY

Subtask A: Kompaktsysteme für den Wohngebäude und kommerzielle Anwendungen im kleinen Leistungsbereich
Subtask Leader: Dagmar Jähnig, d.jaehnig@aee.at, AUSTRIA

Diese Subtask konzentriert sich auf unterstützende Maßnahmen zur Entwicklung von Kompaktsystemen im kleinen Leistungsbereich. Die betreffenden Systeme haben eine nominelle Kälteleistung unter 20 kW Kälte und zeichnen sich durch einen höheren Grad der Vorfertigung im Vergleich zum Gesamtsystem aus. Kein zusätzlicher Planungsaufwand ist erforderlich. Die Kompaktsysteme - im Wesentlichen bestehend aus Solarkollektor, Speicher, Backup-System, Kälteerzeuger, Rückkühlung und Regelungseinheit - können direkt vom Installateur mit den raumseitigen Haustechnik Komponenten verbunden werden. Erfahrungen durch Entwicklungen neuer Kälteerzeuger werden in dieser Subtask einfließen.

Subtask B: Kundenspezifische Systeme für Anwendungen im großen Nicht-Wohnbau und in der Industrie

Subtask Leader: Wolfram Sparber, Wolfram.Sparber@eurac.edu , ITALY

Diese Subtask konzentriert sich auf unterstützende Maßnahmen zur Entwicklung von Systemen der solar unterstützten Kühlung mittlerer und größeren Leistung (> 20 KW Kälte). Ziel der Aktivitäten ist eine Überwindung der technischen Barrieren zur vermehrten Einführung dieser Systeme. Marktzielgruppe bilden hier Anwender großer Klima- und Kälteerzeugungsanlagen (Großbüro, und Nicht-Wohnbau, Hotels, Industrie etc. ). Einige unterschiedliche Demoanlagen werden dazu aufgesetzt und durch ein kontinuierliches Monitoring und eine Bewertungsmethode untersucht und analysiert.

Subtask C: Modellbildung und Grundlagenuntersuchungen

Subtask Leader: Etienne Wurtz, Etienne.Wurtz@univ-savoie.fr, FRANCE

Die Arbeiten in dieser Subtask sind in zwei Teile gruppiert. Der erste Teil widmet sich der Weiterentwicklung und der eingehenden Prüfung von bereits verfügbaren Modellen von Systemkomponenten und Simulationstools. Bei der Untersuchung zu Simulationstools wird besonderer Wert auf Ihre Anwendbarkeit in den unterschiedlichen Schritten des Planungsprozesses gelegt. Im zweiten Teil konzentriert sich die Arbeit auf neue und viel versprechende Konzepte der solaren Klimatisierung und Kälteerzeugung, die bisher noch wenig bzw. gar nicht am Markt sind.

Subtask D: Verbreitungsmaßnahmen

Subtask leader: Mario Motta, Mario.motta@polimi.it, ITALY

Die Arbeiten dieser Subtask erstrecken sich horizontal über alle drei zuvor genannten Subtasks. Die Ziele dieser Subtask sind die Aufdeckung der maßgeblichen Barrieren (hauptsächlich die nicht technischen) für eine weitere Verbreitung der solaren Klimatisierung/ Kühlung, die Veröffentlichung von Ergebnissen und die Verbreitung von Informationsmaterial als Diskussionsgrundlage, die Umsetzung von Wissenstransfermaßnahmen für die technische Interessensgruppe, die Entwicklung von politischen Grundsatzpapieren und Ihre Entsendung zu politisch Verantwortlichen sowie die Bewerbung von Zertifizierung und Standardisierung. Abschließend zur Task 38 wird eine mit den neuesten Erkenntnissen aktualisierte Version des in der Task 25 erstellten Planungshandbuches erarbeitet und publiziert.

Der österreichische Beitrag

Die österreichische Beteiligung 'Team Austria" setzt sich aus Universitätsinstituten, Forschungseinrichtungen und anderen wichtigen Marktakteuren der Solarthermie Branche zusammen. Österreichische Expertise, Erfahrungen aus umgesetzten Bauvorhaben sowie und Forschungsprojekte auf dem Gebiet der solaren Klimatisierung in Gebäuden werden in den Task eingebracht. Eine große internationale Konferenz zu diesem Thema wurde im März 2008 in Wien ausgerichtet: Tagungsband, etc.

Die gewonnenen internationalen Erfahrungen aus den Task Ergebnissen werden den österreichischen Akteuren in diesem Bereich durch einen Workshop zugänglich gemacht.

Weitere Publikationen

Australien , Dänemark , Deutschland, Frankreich, Italien, Kanada, Malta (als Beobachter), Mexiko, Österreich, Portugal, Schweiz, Spanien

Dipl.-Ing. Dagmar Jähnig
AEE INTEC
A-8200 Gleisdorf, Feldgasse 19
Tel.: +43 (3112) 5886-28
E-Mail: d.jaehnig@aee.at

Dipl.-Ing. Tim Selke
arsenal research
Business Unit 'Sustainable Energy Systems'
Austria, 1210 Vienna, Giefinggasse 2
Tel.: +43 (0)50550-6651
E-Mail: tim.selke@ait.ac.at

Österreichische Partner

• AEE INTEC - Institut für Nachhaltige Technologien
  A-8200 Gleisdorf / Feldgasse 19
• Arsenal Research - Geschäftsfeld Nachhaltige Energiesysteme
  A-1210 Wien / Giefinggasse 2
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