Nachwuchsgruppe „Energieeffiziente Hybridsysteme für die Gebäudeklimatisierung"

Kurzbeschreibung

Die Nachwuchsgruppe beschäftigt sich seit Oktober 2015 im Rahmen der Forschungsschwerpunkte „Umwelt, Klima und Ernährung“ sowie „Energieversorgungssysteme der Zukunft“ mit der “Entwicklung von energieeffizienten Hybridsystemen für die Gebäudeklimatisierung“. Eines der Hauptziele der Nachwuchsgruppe ist es den Energieverbrauch von Klimatisierungsanwendungen durch den Einsatz innovativer Trocknungsprozesse deutlich zu reduzieren. Bei konventionellen Gebäudeklimatisierungen wird die benötige Kälteleistung oft durch Kompressionskälteanlagen bereitgestellt. Da im Sommer in der Regel eine relativ hohe absolute Luftfeuchtigkeit vorliegt, kann es gegebenenfalls notwendig sein, die Zuluft zu entfeuchten. Die Entfeuchtung wird bei einer Kompressionskälteanlage durch Taupunktunterschreitung realisiert. Dadurch muss die Zuluft auf eine unnötig tiefe Temperatur abgekühlt und anschließend bei Bedarf wieder erhitzt werden. Die Nacherhitzung bei solchen Anlagen erfolgt in der Regel entweder elektrisch oder durch Warmwasser. Die Trocknung der Luft mittels Taupunktunterschreitung ist energetisch aufwändig. Es ist daher von Interesse, den Energieverbrauch bei den konventionellen Systemen mittels geeigneter Maßnahmen zu reduzieren.

Eine Möglichkeit besteht darin, die Trocknung der Luft nicht durch Taupunktunterschreitung des Verdampfers der Kompressionskälteanlage zu realisieren, sondern die Luft anderweitig zu trocknen. Am Fachgebiet Solar- und Anlagentechnik der Universität Kassel besteht eine langjährige Erfahrung mit solarthermisch betriebenen offenen Absorptionssystemen. Hierbei wird Luft getrocknet, indem sie mit einer hygroskopischen Flüssigkeit, dem Sorptionsmittel, über Rieselfilme in Platten- oder Rohrbündelbauweise in Kontakt gebracht wird.

Aufbauend auf dieser Erfahrung sollen nun im Rahmen der Nachwuchsgruppe verschiedene Hybridklimatisierungskonzepte zur Verschaltung eines offenen Absorptionssystems mit einer Kompressionskältemaschine entwickelt werden. Die für die Regeneration des Sorptionsmittels benötige Wärme soll je nach Hybridsystem durch die Abwärme des Verflüssigers der Kältemaschine oder/und durch eine Solarthermieanlage bereitgestellt werden. Die Konzepte sollen mittels Modellen für verschiedene Klimafälle energetisch verglichen werden. Hierbei spielen neben der stationären Betrachtungsweise auch Jahressimulationen eine wichtige Rolle um den Jahresnutzungsgrad abhängig von den klimatischen Voraussetzungen beurteilen zu können. Im Anschluss daran soll ein geeigneter Versuchsstand konzipiert und aufgebaut werden. Ziel ist es entsprechende Experimente durchzuführen um die in den Modellen gezeigten Ergebnisse verifizieren zu können.

Laufzeit:

10.2015 bis 09.2017

Kontakt:

Daniel Fleig

Lisa Völker

Förderung:

Universität Kassel