Das Projekt "Teilvorhaben: Süßwaren - Smart Klima" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Ferrero OHG mbH durchgeführt. Im Teilprojekt Smart Klima soll der Energiebedarf im Konfektions- und Verpackungsbereich von Schokoladenprodukten minimiert werden. Heute wird der beschriebene Produktionsbereich unabhängig von Produktionen auf 18°C bei 50% Luftfeuchte klimatisiert. Die Grundidee des Projektes besteht daher in der Umsetzung einer lokal begrenzten Kühlung der Produkte, verbunden mit einer intelligenten Regelung der Gebäudetechnik. Dies muss in Abstimmung mit der Produktionsplanung und entsprechenden Vor- und Nachlaufzeiten erfolgen. Durch eine (teilweise) Kapselung der Produkttransporteinrichtungen / Maschinen kann das zu konditionierende Luftvolumen für die Produktkühlung drastisch reduziert werden. Hierdurch fällt ein erheblich geringerer Kältebedarf für die zu klimatisierende Halle an. Gleichzeitig lässt sich einfacher, in produktionsfreien Zeiten, ein sicherer Stand-by-Betrieb realisieren, da für die Abkühlung des gekapselten Raumes bei (Wieder-) Anfahren der Produktion wesentlich geringere Vorlaufzeiten notwendig sind. Um den IST-Zustand der aktuell relevanten Produktion zu erfassen und spätere Energieeinsparungen zu quantifizieren muss im ersten Schritt ein (EMS) Energie-Monitoring-System installiert werden. Parallel läuft an der Universität Kassel die Erprobung einer (teilweisen) Kapselung des Produktfördersystems. Anschließend wird die Kapselung auf die Produktion bei Ferrero übertragen und installiert. Wobei die Kälte, nach einer ersten überschlägigen Kalkulation, über eine Absorptionskältemaschine bereitgestellt werden soll. Durch die Kopplung mit einer intelligenten und vorausschauenden Steuerung soll schließlich eine signifikante Energieeinsparung realisiert werden.
Das Projekt "Klimaschonende Klimatisierung (Heizen und Kühlen) in Nichtwohngebäuden mit natürlichen Kältemitteln - Konzepte für den Blauen Engel u.a. für Serverräumen/Rechenzentren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Guidehouse Germany GmbH durchgeführt. In Nichtwohngebäuden ist aufgrund großer innerer Wärmelasten wie z.B. Serverräumen und Rechenzentren aufs Jahr bezogen der Energiebedarf für Kühlung heute schon in etwa so groß wie der Heizenergiebedarf. Dieses Verhältnis wird sich in Zukunft weiter zugunsten der Kühlung verschieben. Die benötigte Kälte muss aufgrund gesetzlicher Bestimmungen (Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz, EnEV) zu bestimmten Anteilen erneuerbar erzeugt werden. Hierzu bieten sich z.B. elektrische Wärmepumpen an, welche Wärme der Umweltmedien Wasser, Boden und Luft nutzen und sowohl heizen als auch kühlen und somit ganzjährig verwendet werden können. Wärmepumpen enthalten als Kältemittel jedoch meist fluorierte Treibhausgase (HFKW) mit hohem Treibhauspotential. Das UBA geht davon aus, dass auch die Beheizung von Nichtwohngebäuden mit Wärmepumpen realisiert wird. Aufgrund der Größe der Gebäude und der im Verhältnis zu Wohngebäuden wesentlich höheren Nutzfläche müssen hierfür große Aggregate mit höheren Kältemitteleckageraten eingesetzt werden. Die direkten HFKW-Kältemittelemissionen schmälern damit die Klimaeffizienz von Wärmepumpen. Es sind daher Möglichkeiten eines verstärkten Einsatzes von Wärmepumpen mit natürlichen Kältemitteln zu untersuchen. Alternativ können Absorptions- oder Adsorptionskältemaschinen (AKM) eingesetzt werden, die entweder Fern- oder Solarwärme als Antriebsenergie nutzen können. AKM können auch für den Heizfall verwendet werden. Beide Systeme, elektrische Wärmepumpen als auch AKM, werden neben dem regenerativen Antrieb auch mit natürlichen Kältemitteln betrieben. Da diese unter Energieeffizienzgesichtspunkten bessere physikalische Eigenschaften besitzen, können durch deren Verwendung neben den indirekten CO2-Emissionen auch direkte HFKW-Emissionen vermieden werden. Die Studie soll insgesamt aufzeigen, wie Nichtwohngebäude im Neubau und im Bestand zukünftig unter Berücksichtigung der gesetzlichen Vorgaben klimafreundlich beheizt und gekühlt werden können.
Das Projekt "Energieautarke Karmeliten Brauerei Straubing + Messprogramm" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karmelitenbrauerei Karl Sturm GmbH & Co KG durchgeführt. Die Karmeliten Brauerei Karl Sturm GmbH & Co. KG wurde 1367 gegründet und ist seit 1879 in Familienbesitz. Das Unternehmen stellt diverse alkoholische und nichtalkoholische Bierspezialitäten, Biermischgetränke sowie alkoholfreie Getränke her. Mit dem Vorhaben soll ein innovatives, mehrere Maßnahmen umfassendes Energiekonzept realisiert werden, um nahezu vollständig auf Primärenergie aus nicht erneuerbaren Energien zu verzichten. Eine mit Klärgas betriebene Mikrogasturbine soll zum Einsatz kommen, um Strom und Wärme zu erzeugen. Solarenergie soll für Prozessschritte mit hohen Heiztemperaturen genutzt werden. Dafür kommt die Fresnel-Kollektoranlagentechnik zum Einsatz, mit der sich wesentlich höhere Temperaturen erreichen lassen als mit konventionellen Solarkollektoren. Mit einer Absorptionskälteanlage soll die aus der Solarthermie gewonnene Prozesswärme in Prozesskälte umgewandelt werden. Für den typischen Produktionsrhythmus der Brauerei (Montag bis Freitag) ist es notwendig, die gewonnene Solarenergie von Freitag bis Sonntag zwischen zu speichern. Geplant ist ein Hochtemperaturspeicher (140°C/180°C) und ein Niedrigtemperaturspeicher (95°C). Darüber hinaus soll bereits verwendete Prozesswärme aus den Verdampfungs- und Kühlprozessen zurückgewonnen und für die Flaschenreinigung, Brauwassererwärmung sowie die Raumheizung erneut eingesetzt werden. Mit dem Vorhaben können jährlich ca. 1,4 Millionen Kilowattstunden Primärenergie eingespart werden. Im Vergleich zur bestehenden Anlage entspricht dies einem Minderungspotenzial von mehr als 30 Prozent. Die damit verbundene Verringerung des CO2-Ausstoßes beträgt ca. 900 Tonnen pro Jahr (Minderung um 99,5 Prozent).
Das Projekt "Umweltfreundliches Konzept zur Lüftung, Kühlung und Klimatisierung einer Umweltbildungseinrichtung - Demonstrationsvorhaben" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von NationalparkService gGmbH durchgeführt. Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Das Nationalpark Zentrum Multimar Wattforum ist mit durchschnittlich ca. 200.000 Besuchern pro Jahr (davon ca. 35.000 Schülerinnen und Schüler) die tragende Säule in der Informations- und Bildungsarbeit im Nationalpark Schleswig-Holsteinisches Wattenmeer. Unter den Rahmenbedingungen einer Bildung für Nachhaltigkeit (BNE) wurde auf der Grundlage eines Entwicklungskonzeptes für das Informationszentrum im Jahr 1994 ein dreistufiger Ausbauplan entwickelt: Nach der Eröffnung im Jahr 1999 mit dem Themenschwerpunkt Nationalpark Wattenmeer erfolgte im Jahr 2003 eine erste bauliche Erweiterung (2. Bauabschnitt) mit den Themenschwerpunkt Wale, Watt und Welt-Meere. Im Jahr 2006 wurde eine zweite bauliche Erweiterung (3. Bauabschnitt) mit den drei Themen-Schwerpunkten Wasserrahmenrichtlinie, Fischerei und Lebensraum Nordsee/ Nordatlantik geplant und im Jahr 2009 umgesetzt. Teil der Planungen war eine erhebliche Erweiterung der vorhandenen Aquarienanlage von ca. 150.000 l Seewasser auf mehr als 550.000 l Seewasser und 50.000 l Süßwasser. Daraus ergaben sich neue Anforderungen an die Kühl- und Reinigungstechnik, insbesondere an den Energiebedarf. Teil der baulichen Erweiterung im 3. Bauabschnitt ist ein auf den hohen Energiebedarf in der Aquarienanlage abgestimmtes Konzept zur Senkung der Energiekosten und zur CO2 Emission. Mit diesem Projekt soll als inhaltliche Erweiterung der oben beschriebenen Ausstellungsinhalte ein nachhaltiges Energiekonzept in Teilen baulich umgesetzt und in einer gesonderten Ausstellung präsentiert werden. Besucher des Multimar Wattforum sollen so angeregt werden, sich am Beispiel der Lösungen im Multimar Wattforum mit Fragen der Energiegewinnung und -nutzung zu beschäftigen, mögliche Rückschlüsse auf den eigenen Umgang mit Energie zu ziehen und Anregungen für Änderungen im eigenen Lebensumfeld zu finden. Fazit: Es wurde deutlich, dass im speziellen Fall die Nutzung der Geothermie zur Kühlung der Aquarien nicht geeignet ist, Energie zu sparen. Die Umstellung der Kälteerzeugung von einer strombasierten Kompressionskältemaschine auf eine Mischung aus Freier Kühlung im Winter und Absorberkühlung über ein Blockheizkraftwerk im Sommer ist ein Erfolg. Eine energetisch günstige Belüftung des Multimar Wattforum über eine natürliche Lüftung ist erfolgreich umgesetzt worden. Es hat sich aber auch gezeigt, dass sich aufgrund der fehlenden Erfahrungen bei der Planung und hoher Kosten bei der Umsetzung solche Lösungen aktuell nur bedingt betriebswirtschaftlich darstellen lassen.
Das Projekt "Energetisch und wirtschaftlich optimierte Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bayerisches Zentrum für Angewandte Energieforschung e.V. durchgeführt. Zur Erreichung der klimapolitischen Ziele der Bundesregierung ist die Kraft-Wärme-Kopplung ein wesentlicher Baustein. Für die Wirtschaftlichkeit eines Blockheizkraftwerks (BHKW) ist die Zahl der Jahresvolllaststunden ein entscheidender Faktor. Durch die Kopplung mit einer Absorptionskältemaschine (AKM) kann die erzeugte Wärme in der Übergangszeit und im Sommer zum Antrieb der AKM und damit zur Kältebereitstellung genutzt werden. Dies erhöht die Jahresvolllast-stunden und damit die Wirtschaftlichkeit des BHKW und ermöglicht im Vergleich zur konventionellen Technik eine ökonomisch, energetisch und ökologisch vorteilhafte Kältebereitstellung. Am ZAE Bayern wurde ein innovatives Kopplungskonzept einer mehrstufigen AKM entwickelt und patentiert. Diese sogenannte zwei-/einstufigen AKM mit externer Kopplung weißt, im Vergleich zu konventionellen ein-stufigen AKM, eine hohe energetische Effizienz und ein gutes Teillastverhalten auf. Im Rahmen dieses Projektes soll zur Optimierung und Demonstration dieses Anlagentyps eine Pilotanlage in Betrieb genommen werden. Ziel ist der Nachweis der Funktionstüchtigkeit und Vorteilhaftigkeit dieses Konzeptes, die Optimierung der AKM, der regelungstechnischen Integration in das Energiesystem und des Zusammenspiels aller Komponenten des Kraft-Wärme-Kälte-Kopplungssystems (KWKK). Im Rahmen des Projektes konnte gezeigt werden, dass das Konzept einer zwei-/einstufigen AKM mit externer Kopplung in einer realen Industrieanwendung zum Einsatz kommen kann. Der Effizienzgewinn im Vergleich zum Stand der Technik konnte nachgewiesen werden. Der starke Anstieg des COP im Teillastfall konnte im regulären Anlagenbetrieb nachgewiesen werden. Mit einem maximalen effektiven COP von ca. 2,0 liegt der erreichte Wert allerdings am unteren Ende des Erwartungsbereichs. Bei zukünftigen Auslegungen für weitere Installationen muss der Sicherstellung der Rauchgasauskühlung verstärkt Aufmerksamkeit gewidmet werden.
Das Projekt "Solare Klimakälte" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fachhochschule Brandenburg, Fachbereich Technik durchgeführt. In einer Experimentalstudie sollte der Nachweis für die grundsätzliche Funktionsfähigkeit einer Absorptionskälteanlage auf solarer Basis im Bereich von unter 5 kW Kühlleistung erbracht werden. Als typischer Einsatzbereich ist die Verwendung in Einfamilienhäusern vorgesehen. Feuchte Außenluft wird dazu in einer Rieselkolonne im Gegenstrom mit einer starkhygroskopischen, konzentrierten Salzlösung getrocknet. Die dabei freigesetzte Kondensationsenthalpie des Wassers erwärmt den Luftstrom. Dieser erwärmte Luftstrom wird zunächst in einer ersten Stufe mit der Fortluft des Gebäudes gekühlt. Anschließend wird diese Luft in einer zweiten Stufe durch eingesprühtes Wasser gekühlt und dann in die zu kühlenden Räume geleitet. Die zur Trocknung der Luft eingesetzte konzentrierte Salzlösung wird in einer solaren Destillationsanlage wiederum aufkonzentriert und anschließend dem Prozess wieder zugeführt. Es konnte gezeigt werden, dass die Anlagegrundsätzlich entsprechend den Auslegungsdaten arbeitet. Als weiterer Projektabschnitt ist die Optimierung der Einzelaggregate vorgesehen.
Das Projekt "Schwach konzentrierender PV-T Kollektor für hohe Gesamteffizienz" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bayerisches Zentrum für Angewandte Energieforschung e.V. durchgeführt. Die Betrachtung möglicher Primärenergie- und Kohlenstoffdioxid-Einsparungen sowie exergetische Betrachtungen zeigen, dass der optimale Betriebspunkt des PVT-Kollektors, Photovoltaik (PV) kombiniert mit thermischer (T) Nutzung, bei Temperaturen von 60 bis 80 Grad Celsius liegt. Um diese mit dem benötigten thermischen Wirkungsgrad bereitstellen zu können, muss vom Flachkollektor auf ein leicht konzentrierendes System umgestellt werden. Das Erreichen höherer Temperaturen erschließt klassische Anwendungsgebiete der Solarthermie wie Heizungsunterstützung und Bereitung von Brauchwarmwasser, aber auch solare Kühlung mit einstufigen Absorptionskältemaschinen. Die Frage nach der maximalen Gesamteffizienz und der idealen Bauart von PVT-Kollektoren soll erörtert und projektbegleitend an Hersteller weitergegeben werden.
Das Projekt "Verwendung von ionischen Flüssigkeiten in Absorptionskälteanlagen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Evonik Industries AG durchgeführt. Das Gesamtziel des Projektes ist es, den experimentellen Nachweis zu führen, dass ionische Flüssigkeiten (IL) als Absorbentien in Absorptionskältemaschinen (AKM) Anwendung finden können, um die bisher eingesetzten Stoffe zu ergänzen und damit neue Anwendungsfelder für die Absorptionstechnik zu erschließen, oder bisher eingesetzte Stoffe sogar aus einigen Anwendungen zu verdrängen. Die meilensteinbasierte Arbeitsplanung des Projekts baut auf 10 Arbeitsplätze auf, die wiederum 3 Gruppen bilden. Den experimentellen Kern bilden die Arbeitsplätze 3 bis 7, bei denen mehrere Absorptionskältemaschinen unterschiedlicher Leistung betrieben und verschiedene IL bzgl. ihres Einsatzpotentials in AKM evaluiert werden (Bewertung Lastenheft). Der Projektkern wird flankiert von der anwendungsspezifischen Maßschneiderung von IL sowie von Untersuchungen zur Erweiterung der IL-Einsatzmöglichkeiten. Das Projekt hat im Rahmen der Arbeiten an der TU Berlin grundlegenden Charakter, ist aber in wirtschaftlicher Hinsicht auf kurz- bis mittelfristige Umsetzung in der Industrie angelegt. Die Ergebnisse sollen dazu dienen, die IL-Potentiale nach Ende des Projektes im Bereich der Absorptionstechnik ausnutzen zu können.
Das Projekt "Teilvorhaben: Untersuchung der Abwärme-Dynamik eines Fahrzeug-Brennstoffzellensystems und Optimierung für das Klimatisierungssystem" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von WätaS Wärmetauscher Sachsen GmbH - Abteilung Forschung und Entwicklung durchgeführt. Ein wesentlicher Faktor für die Einsetzbarkeit von Brennstoffzellenfahrzeugen im Schienenpersonennahverkehr ist ihre garantierte Mindestreichweite zwischen zwei Tankfüllungen. Nach dem Antriebssystem weist die Fahrzeugklimatisierung den größten Energiebedarf auf. Heutige Fahrzeuge benötigen bis zu 25% des Gesamtenergiebedarfs für die Klimatisierung von Fahrgastraum und Fahrerstand. Zudem schwankt dieser Bedarf stark in Abhängigkeit der Umgebungstemperatur, weshalb immer das klimatische Worst-Case-Szenario (sehr tiefe bzw. hohe Außentemperaturen) betrachtet werden muss. Eingeschränkte Fahrleistungen und reduzierter Komfort sind für diese Szenarien nicht akzeptabel. Daher ist das Ziel des Gesamtprojektes die Erhöhung der Mindestreichweite von Brennstoffzellen-Triebzügen von mindestens 20 % bei gleichzeitiger Steigerung des thermischen und akustischen Komforts der Reisenden. Der neue Ansatz nutzt die Brennstoffzellenabwärme effizient und effektiv zur Temperierung des Fahrgastraums indem Komponenten des Innenausbaus mediengespeist thermisch aktiviert werden, was gleichzeitig hohen Komfort und signifikante Energieeinspareffekte ermöglicht. Im Sommer wird das Temperiermedium mit Hilfe einer Absorptionskältemaschine abgekühlt. Da die Brennstoffzelle auf Traktion und Nebenantriebe ausgelegt ist, kann die Abwärme nicht primär auf den Wärme- bzw. Klimatisierungsbedarf abgestimmt werden, weshalb die Einbindung eines Speichers notwendig ist. Dieser Latentwärmespeicher dient als thermische Weiche mit hoher Übertragungsleistung und gleichzeitig hoher Speicherkapazität bei geringen Bauraumanforderungen. Für einen möglichst hohen Nutzungsgrad der Abwärme ist eine prädiktive und lernfähige Klimatisierungsregelung notwendig, die die Vielzahl von Betriebs- und Umgebungsinformationen auswertet und die große Zahl von Regelgrößen bedient. Maschinelles Lernen ermöglicht eine stetige Optimierung des Prädiktionsmodells durch Auswertung von Mess- und Prädiktionsdaten.
Das Projekt "CoolSteam - Kombiniertes Heiz-, Kühlaggregat für batterie-elektrische Fahrzeuge" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Land- und Seeverkehr, Fachgebiet Kraftfahrzeuge durchgeführt. Die Tagesdurchschnittstemperaturen in Deutschland liegen auch in den Sommermonaten vor allem nachts unter der nach DIN 1946-2 als angenehm empfundenen Temperatur von 22 C; eine Heizung ist also erforderlich. Neben den Komfortanforderungen ist für den sicheren Betrieb von Kraftfahrzeugen eine Heizung zur Vermeidung von Beschlag und Vereisung für eine unbehinderte Sicht durch die Fahrzeugverglasung notwendig. Für die Heizung von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren kann die Motorabwärme verwendet werden, die Klimatisierung erfolgt durch einen kurbelwellenangetriebene Klimakompressor. Der Verbrauchseinfluss des Klimakompressor ist aufgrund des differenziellen Wirkungsgrads und durch den Tank als grossen Energiespeicher vglw. wenig bedeutend. Bei einem Elektrofahrzeug steht die Abwärme nicht zur Verfügung und der Betrieb des Klimakompressor hat durch den energetisch kleinen Energiespeicher einen großen Reichweiteneinfluss. Die Traktionsbatterie (Lithium-Ionen-Batterie) eines Elektrofahrzeugs benötigt einen dem Fahrgastraum ähnlichen Temperaturbereich, sodass durch sie weiterer Heiz- und Klimatisierungbedarf entsteht. Im Projekt CoolSteam sollen folgende drei Problemstellungen durch ein Klimatisierungsgerät gelöst werden: - Reichweitenverlust durch elektrisch angetriebene Heizung bis zu 40 Prozent - Reichweitenverlust durch elektrisch angetriebene Klimatisierung bis zu 30 Prozent - Temperierung der Batterien, insbesondere auch im Stand. In Kooperation mit Amovis und Invensor soll eine ORC-Mikrodampfmaschine zur Wärme- und Stromerzeugung mit einer Adsorptions-Kälteanlage gekoppelt und zu einer einzelnen, hoch integrierten Einheit kombiniert werden. Es erfolgt zunächst eine Recherche zur Erstellung eines Lastenhefts für das Heiz- und Klimaggregat. Innovationen die den Heiz- und Klimatisierungsbedarf zukünftiger Fahrzeuge senken können, werden dabei ebenso berücksichtigt wie der Energiebedarf zur Wärmekonditionierung der Traktionsbatterie. Dampfmaschine und Adsorptionskältemaschine werden auf eine für Pkw verwendbare Größe miniaturisiert. Anschließend wird die Anlage in ein Fahrzeug verbaut um Funktion und Package zu verifizieren.
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| Bund | 44 |
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| offen | 44 |
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