Solarthermische Kühlung: Universitätsklinikum nutzt Kälte aus Solarwärme

Mit Sonnenwärme zu kühlen, mag paradox klingen, ist aber technisch möglich und zudem eine besonders kluge Nutzung der Solarenergie. Schließlich steigt der Bedarf an Kühlung mit steigender Außentemperatur. Das Universitätsklinikum Freiburg hat im Rahmen eines 1997 angestoßenen Forschungsvorhabens eine Anlage zur solarthermischen Kälteerzeugung entwickelt, die seit 1999 im Laborgebäude des Außenklinikums erfolgreich in Betrieb ist. Die Kombination von Hochleistungs-Vakuumröhrenkollektoren zur Warmwassererzeugung mit einer Adsorptionskältemaschine mache das vermeintliche Wunder möglich, berichtet die Albert-Ludwigs-Universität Freiburg in einer Pressemitteilung.
Dabei steuere eine ausgefeilte Mess- und Regelungstechnik die Hydraulik der verschiedenen Wasser führenden Systeme. Das Forschungsprojekt wurde bei der Weltausstellung EXPO 2000 in Hannover präsentiert.

Solarwärmeanlage plus Adsorptionskältemaschine
Als Wärmequelle für die Austreibung im so genannten Adsorptionsprozess dient das mit thermischen Sonnenkollektoren erzeugte Warmwasser. Dies hat gegenüber der üblichen Nutzung der Solarenergie den entscheidenden Vorteil, dass das solarthermisch erzeugte Warmwasser immer dann in ausreichender Menge zur Verfügung steht, wenn der Bedarf an Kaltwasser zu Kühlzwecken am größten ist: im Sommer, quasi „just in time“. Im Winter wird das solarthermisch erzeugte Warmwasser zur Außenluftvorwärmung der Klimaanlage genutzt. So kann konventionell erzeugte Wärme eingespart und der Gesamtwirkungsgrad der Anlage erhöht werden. Um mit Sonnenenergie zu kühlen, wird zunächst die einfallende kurzwellige Sonnenstrahlung von Solar-Kollektoren aufgenommen und in Wärme umgewandelt. Zur Speicherung der überschüssigen Solarwärme, etwa zur Nachtkühlung, sind großvolumige Solar-Pufferspeicher vorhanden.
Die Adsorptionskältemaschine des Systems besteht im Wesentlichen aus einem unter Vakuum stehenden Behälter, der in vier untereinander verbundene Kammern unterteilt ist: den Verdampfer, den Austreiber, den Sammler und den Verflüssiger. Im Verdampfer wird Wasser im Vakuum bei niedriger Temperatur verdampft. Die dafür benötigte Verdampfungswärme wird dem Kaltwasser entzogen, so dass dieses abgekühlt wird. Der dabei entstehende Wasserdampf wird im Sammler aufgenommen. Dabei wird Adsorptionswärme frei, die über einen Kühlturm abgeführt wird. Parallel dazu wird im Austreiber Wasserdampf ausgetrieben. Dieser Wasserdampf wird dann im Kondensator mit Hilfe von Kühlturmwasser kondensiert und steht wieder zur erneuten Verdampfung zur Verfügung. Bei diesem Kreislaufprozess werden der Austreiber und der Sammler im periodischen Wechsel ihrer Funktion betrieben. So kann die Anlage kontinuierlich arbeiten.

Universitätsklinikum beteiligt sich am Energietag Baden-Württemberg

Im Rahmen des Energietags Baden-Württemberg wird die Solar-Klimaanlage am 22. September 2007 der Öffentlichkeit vorgeführt. Das Universitätsklinikum Freiburg ist einer der größten Energieerzeuger in Freiburg. Seit vielen Jahren verfolgt das Klinikum eine konsequente ökologische und ökonomische Energieerzeugung mit regenerativen Energien. So wurde bereits 1995 die erste kommerzielle Solaranlage auf dem Dach des klinikeigenen Casinos in Betrieb genommen. Weiterhin wurden zwischenzeitlich mehrere Photovoltaikanlagen aufgebaut. Neben der regenerativen Energieerzeugung setzt das Universitätsklinikum mit seinem Heizkraftwerk auf den hocheffizienten Prozess der Kraft-Wärme-Kälte-Koppelung (KWKK). In Verbindung mit einem weit verzweigten Fernwärme- und -kältenetz leistet das Klinikum damit einen bedeutenden Beitrag zur umweltverträglichen Erzeugung von Energie. Mit der gewonnenen Energie versorgt sich das Klinikum nicht nur selbst, sondern auch die Universität und andere Landesgebäude, etwa das Gefängnis.

Öffentliche Führungen
Solarthermische Kälteerzeugung: Besichtigung und Präsentation des Forschungsprojektes anlässlich des Energietags Baden-Württemberg am 22. September 2007, stündliche Führungen von 10.00 bis 17.00 Uhr, Laborgebäude des Außenklinikums, Hauptstraße 5 in Freiburg

Weitere Informationen zur solaren Kühlung:
· Klimatisieren mit Sonne und Wärme
· Mit Sonnenwärme kühlen: Das Interesse an solarer Klimatisierung wächst.

20.09.2007 | Quelle: Albert-Ludwigs-Universität Freiburg; Universitätsklinikum | solarserver.de © EEM Energy & Environment Media GmbH