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s/adsorptionskältemaschine/Absorptionskältemaschine/gi

Umweltfreundliches Konzept zur Lüftung, Kühlung und Klimatisierung einer Umweltbildungseinrichtung - Demonstrationsvorhaben

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.

Energetisch und wirtschaftlich optimierte Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung

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.

Solare Stadtplanung mit neuen photovoltaisch-thermischen Komponente

Das Projekt "Solare Stadtplanung mit neuen photovoltaisch-thermischen Komponente" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fachhochschule Stuttgart - Hochschule für Technik, Fachbereich Grundlagen und Bauphysik durchgeführt. Seit Januar 1995 koordiniert und bearbeitet Prof. Eicker ein grosses europaeisches Forschungsprojekt mit insgesamt 10 Partnern aus Deutschland, Frankreich und Spanien. Das Projekt wurde mit 250.000 Ecu von der Europaeischen Kommission im Rahmen des Forschungsprogrammes fuer nichtnukleare Energietechniken APAS gefoerdert, etwa derselbe Betrag wurde zusaetzlich von den beteiligten Industriepartnern und Bueros aufgebracht. Dabei werden drei grosse Stadtplanungsprojekte im Detail auf die Moeglichkeiten der Einbindung solarer Bauelemente untersucht. Die Architekten Martorell/Bohigas/Mackay und Puigdomenech aus Barcelona analysieren das Bauprojekt Olympisches Dorf Barcelona auf die Moeglichkeiten passiver und aktiver Solarenergienutzung. Schwerpunkt ihrer Untersuchung war eine detaillierte staedtebauliche Analyse der komplexen urbanen Struktur und deren Auswirkung auf Sonneneinstrahlung, Verschattung der Gebaeude untereinander und Moeglichkeiten der Integration von aktiven Komponenten. Erfreulicherweise konnte festgestellt werden, dass eine staedtebaulich uninteressante lineare, nach Sueden orientierte Gebaeudestruktur nur unwesentliche Verbesserungen in der solaren Einstrahlung bringt und die Beruecksichtigung einiger geometrischer Grundregeln ausreichend hohe Besonnung auf die Gebaeudefassaden selbst in komplexen Strukturen erlaubt. Mittlerweile konnte auch ein Gebaeudekomplex bei Barcelona gefunden werden, auf dem sich die entworfene Photovoltaik Komponentenintegration realisieren laesst. Im Fachbereich Bauphysik wurde fuer das spanische Stadtplanungsprojekt der Heiz- und Kuehlenergiebedarf mit dynamischen Simulationsprogrammen ermittelt und konstruktive Verbesserungsmoeglichkeiten fuer eine Reduzierung des Energieverbrauchs erarbeitet. Fuer die Klimatisierung wurde der Einsatz von solar betriebenen Absorptionskaeltemaschinen untersucht. Das Architekturbuero und Forschungsinstitut IBUS in Berlin plant eine 350 Hauseinheiten umfassende Wohnsiedlung in Bornstedt in der Naehe von Potsdam. Verschiedene staedtebauliche Varianten wurden auf die optimale Sonneneinstrahlung und Gebaeudeanordnung sowie die Flaechennutzung hin untersucht. Der letztendliche Entwurf des Bebauungsplanes ist mittlerweile genehmigt und gegen Jahresende sollen die ersten Gebaeude errichtet werden. Vor allem Luftkollektoren in Kombination mit Speicherwaenden sollen hier zum Einsatz kommen. Fuer solche Kollektorsysteme wurden umfangreiche Simulationen im Fachbereich durchgefuehrt. Die Architekten Chatillon und Associates sind fuer Planung einer innovativen Fassadensanierung in einer Sozialwohnungssiedlung mit 100 Hauseinheiten in Ferney-Voltaire bei Genf zustaendig. Die vorgeschlagene Doppelfassade bietet zusaetzlichen Wohnraum in Wintergaerten und ermoeglicht die Integration von PV betriebenen Luftkollektoren. In den letzten Wochen fanden einige Gespraeche mit den fuer Sozialwohnungsbau zustaendigen Ministerien statt, um auch hier zu einer Projektrealisierung zu kommen.(gekuerzt)

Teilvorhaben: Entwicklung und Untersuchung unter Verwendung neuartiger Baugruppen

Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung und Untersuchung unter Verwendung neuartiger Baugruppen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Luft- und Kältetechnik gemeinnützige Gesellschaft mbH durchgeführt. In dem Verbundvorhaben soll die Technologie und Gestaltung direkt luftgekühlte 'AKM' weiterentwickelt werden. Eine bedarfsgerechte adiabate Luftvorkühlung zum Betrieb der Kälteerzeugungsanlage mit KWKK-typischen Antriebstemperaturen (86/71 °C) sowie zur Minimierung des Strom- und Wasserverbrauchs soll unter Einhaltung der Hygienerichtlinien in der Kälteanlage integriert werden. Weiterhin sollen asymmetrische Plattenwärmeübertrager hinsichtlich einer Verbesserung der Anlagenkompaktheit und Reduzierung der Anlagenkosten verwendet werden und eine Betriebsweise 'Freie Kühlung' möglich sein. Die Demonstration, Erprobung und praxisgerechte Vermessung eines Funktionsmusters innerhalb eines dezentralen KWKK-Systems bildet den Abschluss. ILK Dresden ist schwerpunktmäßig an den Arbeitspaketen (AP) 1-4, und 6 beteiligt.

Teilvorhaben: Bau, Test und Vermessung des Demonstrators

Das Projekt "Teilvorhaben: Bau, Test und Vermessung des Demonstrators" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von EAW Energieanlagenbau GmbH Westenfeld durchgeführt. Thermisch angetriebene Absorptionskälteanlagen werden zur effizienten dezentralen Kraft-Wärme-Kältekopplung sowie zur solaren Kühlung eingesetzt. Die AKM sind überwiegend heizwasserbeheizt, erzeugen Kaltwasser und werden mit Kühlwasser rückgekühlt. Zur Rückkühlung werden überwiegend Verdunstungskühler verwendet, deren Einsatz jedoch im kleinen und mittleren Leistungsbereich aufgrund neuer Hygienerichtlinien und geplanter gesetzlicher Verordnungen zunehmend erschwert wird. Verdunstungskühler können durch trockene Rückkühler ersetzt werden, damit steigen jedoch die Rückkühltemperaturen und die Effizienz der Kälteerzeugung sinkt. bzw. die Betriebsgrenzen werden stark eingeschränkt. Eine direkte Rückkühlung des kältetechnischen Prozesses entschärft die letztgenannte Problematik. Wasser-Lithiumbromid-AKM mit direkt luftgekühltem Absorber und Kondensator sind jedoch nicht am Markt verfügbar. Mit dem Verbundvorhaben soll die Technologie und Gestaltung direkt luftgekühlte 'AKM' weiterentwickelt werden. Eine bedarfsgerechte adiabate Luftvorkühlung zum Betrieb der AKM mit KWKK- typischen Antriebstemperaturen sowie zur Minimierung des Strom- und Wasserverbrauchssoll unter Einhaltung der Hygienerichtlinien in der Kälteanlage integriert werden. Weiterhin sollen asymmetrische Plattenwärmeübertrager hinsichtlich einer Verbesserung der Anlagenkompaktheit und Reduzierung der Anlagenkosten verwendet werden und eine Betriebsweise 'Freie Kühlung' möglich sein. EAW ist schwerpunktmäßig an den Arbeitspaketen (AP) 3, 5, 6, und 9 beteiligt.

SIMOPEK: Simulation und Optimierung des Energiekreislaufs von Rechenzentrums-Klimatisierungsnetzen unter Berücksichtigung von Supercomputer-Betriebsszenarien

Das Projekt "SIMOPEK: Simulation und Optimierung des Energiekreislaufs von Rechenzentrums-Klimatisierungsnetzen unter Berücksichtigung von Supercomputer-Betriebsszenarien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von SorTech AG durchgeführt. Hauptziel ist die Optimierung der Energieeffizienz von Höchstleistungsrechenzentren durch die Entwicklung von Methoden und Software zur Modellierung und Simulation der Energiekreisläufe beispielhaft für das BAdW-LRZ unter Einbezug des dynamischen Systemverhaltens sowie neuer technischer Komponenten und Konzepte. In dem Projekt wird erstmalig ein Rechenzentrum ganzheitlich betrachtet, nämlich als Einheit aus seiner Infrastruktur, externen Einflussfaktoren, Rechenzentrumszielen, Betriebsszenarien und Rechnerverhalten. Neben der Optimierung bestehender kann SIMOPEK auch für die Planung neuer Rechenzentren eingesetzt werden, wobei insbesondere variables Lastverhalten, verschiedene Kühltechnologien und innovative Konzepte zur Abwärmenutzung berücksichtigt werden können. Aufgabe ist das Potenzial einer Abwärmenutzung heißwassergekühlter Höchstleistungsrechenzentren zu evaluieren. Dies geschieht durch eine Abbildung in einem physikalischen Modell das für die dynamische Systemsimulationen zur Verfügung gestellt wird. Nach erfolgter Validierung des Modells mit den Messergebnissen wird eine optimierte Betriebsweise der Adsorptionskältemaschine für die verschiedenen Betriebszustände des Rechenzentrums untersucht. Die daraus abgeleiteten Erkenntnisse werden dazu verwendet auf Basis neuer Niedertemperaturzeolithen das Potenzial einer speziell für heißwassergekühlte Rechenzentrenoptimierte Adsorptionskältemaschine zu evaluieren und eine mögliche Machbarkeit zu prüfen.

Teilvorhaben: Süßwaren - Smart Klima

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.

Klimaschonende Klimatisierung (Heizen und Kühlen) in Nichtwohngebäuden mit natürlichen Kältemitteln - Konzepte für den Blauen Engel u.a. für Serverräumen/Rechenzentren

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.

Energieautarke Karmeliten Brauerei Straubing + Messprogramm

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).

Solare Klimakälte

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.

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