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Uniklinikum Freiburg: kühlen und heizen mit Solarenergie

14.07.1999 - (idw) Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE

Die Freiburger Universitätsklinik nutzt seit kurzem solar erwärmtes Wasser zur Kühlung der Zuluft von Laboratorien. Die Probephase hat die in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE konzipierte Kälteanlage bereits hinter sich. Neuartig bei dem System ist der Einsatz einer Adsorptionskältemaschine in der heissen Jahreszeit in Kombination mit einer Solaranlage. Im Winter dient die Anlage der solaren Heizungsunterstützung.

Üblicherweise wird Kälte mit problematischen chemischen Verbindungen wie FCKW- und FKW-Kältemitteln und einer gehörigen Menge an elektrischer Energie erzeugt. Für die betreffenden Labors an der Uniklinik wird eine Kühlleistung von 70 Kilowatt benötigt. Diese Kühlleistung erfordert bei einer konventionellen Anlage rund 23 Kilowatt elektrische Leistung. Statt dessen benötigt die solare Anlage der Uniklinik Freiburg lediglich 3 kW elektrische Energie für die Pumpen und das Rückkühlwerk. Das spart im Jahr über 30.000 kWh Strom. Darüberhinaus werden mehr als 16 Ton-nen CO2-Emissionen eingespart, da die Energieversorgung über die Sonne erfolgt oder mit Wärme aus dem klinikeigenen Heizkraftwerk.

Wie kühlt die Adsorptionskältemaschine? Wasserdampf wird bei Unterdruck und tiefen Temperaturen (etwa 9°C) verdampft. Diesen Dampf saugt das als Trocknungsmittel bekannte Granulat Silikagel aus dem Verdampfer ab, indem es ihn anlagert (adsorbiert). In einem zweiten Schritt wird der Wasserdampf mit Sonnenwärme (etwa 85°C) wieder ausgetrieben, der Druck steigt und der Dampf kann bei Umgebungstemperatur (30°C) im Kühlturm wieder verflüssigt werden. Durch ein Drosselventil gelangt das Wasser wieder in den Verdampfer, und der Kreislauf beginnt von vorne.
Die thermische Antriebsenergie für die Adsorptionskälte-maschine erzeugen 90 m² Vakuumröhrenkollektoren. Wärmespeicher verbessern die Ausnutzung der Solarwärme. Ein Kältespeicher wirkt als zusätzlicher Puffer bei kurzzeitigen Lastschwankungen. Die Sonnenenergie erwärmt in der kalten Jahreszeit die Zuluft und spart so Heizkosten.

"Im Sommer erreichen wir eine solare Deckung des Kälte-bedarfs von bis zu 52 Prozent, von April bis Oktober durch-schnittlich 35 Prozent", erläutert Hendrik Glaser, Betriebs-ingenieur am Klinikum. Die Solarkollektoren erhitzen das Wasser auf über 80° C. Das Betriebsverhalten paßt sich optimal den Witterungsbedingungen an: Wenn der Bedarf an Kühlung am größten ist, steht auch die größte Energiemenge zur Verfügung. Bei geringer Sonnenein-strahlung dient die Abwärme des klinikeigenen Kohle-Heizkraftwerks als zusätzliche CO2-sparende Wärmequelle für die Kühlanlage.

Das Klinikum der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg möchte als Bauherr mit der Investition in diese Zukunftstechnologie ein Zeichen setzen und helfen, die neuen Techniken einzuführen. Die innovative Kühlanlage ist als "Weltweites Projekt" der EXPO 2000 anerkannt. "Wir wollten einen Anfang machen und damit das Machbare demonstrieren - die gewonnenen Erfahrungen kommen künftigen Projekten zugute!" so Hendrik Glaser.

Die Mehrkosten gegenüber einer konventionellen Kühl-anlage liegen bei dieser Prototypenanlage bei 700.000 Mark. Das Bundesministerium für Bildung, Wissenschaft, Forschung und Technologie fördert das Projekt mit 490.000,- DM. Mit einer Spende von circa 110.000,- DM ist die Firma Sulzer Infra Baden GmbH an der Finanzierung beteiligt.

Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE beriet während der Planung und begleitet zwei Jahre lang den Betrieb wissenschaftlich durch Aufnahme und Auswertung der Betriebs- und Klimadaten.


Informationsmaterial:
Fraunhofer ISE, Presse und Public Relations
Tel. +49 (0) 7 61/45 88-1 50, Fax +49 (0) 7 61/45 88-3 42
e-mail: info@ise.fhg.de

Ansprechpartner für weitere Informationen

Projektverantwortlich:
Hendrik Glaser, Universitätsklinikum Freiburg,
Geschäftsbereich 5 - Technik,
Hartmannstr. 1, 79106 Freiburg
Tel. +49 (0) 7 61/270 55 03,
Fax +49 (0) 7 61/270 56 11
Glaser@dez5.ukl.uni-freiburg.de

Pressearbeit:
Dr. Klaus Heidler, Solar Consulting
Tel. +49 (0) 7 61/70 72 53-0, Fax. +49 (0) 7 61/70 72 53-1
e-mail: info@solar-consulting.de,
http://www.solar-consulting.de
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