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© Ministerium für Natürliche Ressourcen Kanada 2001 – 2006. Kurs zur Analyse sauberer Energieprojekte Bild: Conserval Engineering Industrielle solare Luftheizung,

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1 © Ministerium für Natürliche Ressourcen Kanada 2001 – Kurs zur Analyse sauberer Energieprojekte Bild: Conserval Engineering Industrielle solare Luftheizung, Quebec, Kanada Solare Luftheizung Projektanalyse © Ministerium für Natürliche Ressourcen Kanada 2001 – 2006.

2 Ziele Überblick über die Grundlagen von Systemen zur solaren Luftheizung (SLH) Darstellung der zentralen Über- legungen für die Projektanalyse von SLH Einführung in das RETScreen ® - Projektmodell für SLH

3 © Ministerium für Natürliche Ressourcen Kanada 2001 – Warmluft zur Klimatisierung Warme Prozessluft …aber auch… Wetterhülle Reduzierte Wärmeverluste durch die Außenwand Reduzierte Schichtung Bessere Luftqualität Reduzierte Unterdruck- probleme Was können Anlagen zur solaren Luftheizung leisten? Bild: Arctic Energy Alliance Bild: Enermodal Engineering Schule, Yellowknife, kanada Solarkollektor

4 © Ministerium für Natürliche Ressourcen Kanada 2001 – Funktion von SLH -Systemen 1.Dunkler perforierter Absorber fängt Sonnenenergie ein 2.Ventilator zieht Luft durch Kollektor und Abdeckung 3.Regelung kontrolliert Temperatur Drosselklappen Zusatzheizung 4.Luft wird im Gebäude verteilt 5.Rückgewinnung der Wandwärme- verluste 6.Entschichtung 7.Bypassklappe für Sommerbetrieb VERTEILUNGSZÜGE LUFTSPALT LUFTRAUM SOLARABSORBER LUFTRAUM MIT UNTERDRUCK PROFILIERTES BLECH SORGT FÜR WINDSCHUTZ VENTILATOR AUßENLUFT WIRD BEIM PASSIEREN DES ABSORBERS ERWÄRMT RÜCKTRANSPORT DER WANDWÄRMEVERLUSTE DURCH EINSTRÖMENDE LUFT

5 © Ministerium für Natürliche Ressourcen Kanada 2001 – Gewerbliche/Häusliche SLH-Systeme Ergänzung bei Bedarf durch konventionelle Heizung Keine Entschichtung Vorwärmkreislauf erlaubt die Verwen- dung von mehr Frischluft Zwei Arten von Systemen Anwendungsbezogene Klimatisierung (Wohnhäuser und Schulen) Heizung, Kühlung und Belüftung mit 10-20% Frischluft SLH-Kollektor in Verbindung mit konventionellen Ventilatoren und Belüftungsschächten

6 © Ministerium für Natürliche Ressourcen Kanada 2001 – Industrielle SLH-Systeme Temperaturregelung: Mischung frischer und rezyklierter Luft, bei Bedarf Heizung Entschichtung: kühle Luft vermischt sich mit Deckenluft und sinkt Zur Klimatisierung in Fabriken, Lagerhallen etc. Perforierte Züge aus Gewebe verteilen die Luft unterhalb des Daches

7 © Ministerium für Natürliche Ressourcen Kanada 2001 – SLH-Systeme für Prozesswärme Kollektor auf jede geeignete Oberfläche montiert Auslass des Kollektors führt zum Prozess Temperatur kann geregelt werden durch Konventionelle Heizung Bypassklappe Saatguttrocknung Erfordert niedrige Temperaturen, um Schäden am Saatgut zu vermeiden Luftvorerwärmung bei industriellen Prozessen Bild: Conserval Engineering Teetrocknung, West-Java, Indonesien

8 © Ministerium für Natürliche Ressourcen Kanada 2001 – Solarangebot vs. Bedarf für Luftwärme Iqaluit, Kanada, 64ºN Moskau, Russland, 55ºN Buffalo, USA, 43ºN Lanzhou, China, 36ºN Jakarta, Indonesien, 6ºS Monate mit mittlerer Temperatur < 10ºC sind bewölkt Vertikale, zum Äquator gerichtete Flächen außer Jakarta (horizontal) Nutzungsanteil im Monat Max. Sonnenstunden pro Tag auf Kollektorebene

9 © Ministerium für Natürliche Ressourcen Kanada 2001 – SLH-Systemkosten und Einsparungen Installationskosten: Kollektor: 100$ bis 250$/m 2 Lüftungssystem: 0$ bis 100$/m 2 Gesamt: 100$ bis 350$/m 2 abzgl. Kosten für konv. Gebäudehülle Energieertrag: 1 bis 3 GJ/Jahr 0$ 20$40$ 60$ 0,17$/m 3 0,45$/m 3 0,30$/l 0,70$/l 0,05$/kWh 0,12$/kWh Strom Diesel Gas Jährl. Einsparung bei 2 GJ Energieertrag 1 m 2 Kollektor

10 © Ministerium für Natürliche Ressourcen Kanada 2001 – Projekt zur solaren Luftheizung Überlegungen Am wirtschaftlichsten bei Neubau und Renovierung Gutschrift für Verkleidung Sicherstellen, dass SLH leicht in bestehendes Belüftungssystem integriert werden kann Die meisten dunklen Farben haben Absorptionsfaktor von 0,80-0,95 Architektonische Aspekte können sehr wichtig sein Wirtschaftlicher bei hoher Personennutzung Kann um Fenster und Türen herum angebracht werden Vorhandene Ventilatoren und Lüftungszüge können verwendet werden Niedrige oder keine zusätzlichen Wartungskosten Grafik: NRCan Solare Luftheizung Systemkomponenten Abluftventilator Sommer- Bypass-Klappe Luftzüge Perforierter Plattenabsorber Ventilator Kaltluftklappe Rezykl. Luft Bypassklappe Vordach

11 © Ministerium für Natürliche Ressourcen Kanada 2001 – Beispiele: Kanada and USA Heizungssysteme zur Belüftung Verbesserte Luftqualität bei niedrigen Kosten Größe reicht von einigen m 2 bis m 2 Luftzüge sollten nahe der südwärts gerichteten Außenwand verlegt werden Typische Amortisationszeiten von 2 bis 5 Jahren Industrielle Systeme haben oft die kürzeste Amortisationszeit Bild: Conserval Engineering Wohnhaus, Ontario, Kanada Mobiles Klassenzimmer, Ontario, Kanada Brauner Kollektor an Industrie- gebäude, Connecticut, USA Bild: Conserval Engineering

12 © Ministerium für Natürliche Ressourcen Kanada 2001 – Beispiel: Indonesien Prozesswärmesysteme Normalerweise Systeme mit konstantem Durchfluss und sehr einfacher Regelung Verwendet zur Trocknung von Saaten, die ganzjährig geernted werden Am besten, wenn sonnige Saison mit Ernte zusammenfällt Bild: Conserval Engineering Teetrocknung, West-Java, Indonesien

13 © Ministerium für Natürliche Ressourcen Kanada 2001 – RETScreen ® Solare Luftheizung Projektmodell Weltweite Analyse von Energieproduktion, Lebenszykluskosten und Minderung vonTreibhausgasemissionen Belüftung Prozesswärme Wärmerückgewinnung Entschichtung Nur 12 Datenpunkte bei RETScreen ® vs bei stündlichen Simulationsmodellen Derzeit nicht abgedeckt: Fortgeschrittene HRV-Systeme Andere als Solarwall ® -Technologie Unausgeglichene Belüftungssysteme

14 © Ministerium für Natürliche Ressourcen Kanada 2001 – Siehe e-Handbuch Analyse sauberer Energieprojekte: RETScreen ® Engineering und Fälle Kapitel Projektanalyse Solare Luftheizung Berechnung Solarenergie- angebot Berechnung Kollektor- Wirkungsgrad Berechnung Temperaturan- stieg u. solarer Nutzungsfaktor Solare Ener- gieeinsparung Gesamteinsp. Prozesswärme Energieeinsparung aus Wärmerückgew. Gesamteinsp. Gewerbe / Wohn-geb. Energieeinsp. d. Entschichtung Gesamteinsp. Ind. Gebäude Industrielle Systeme: 3 Schritte RETScreen ® SAH Energieberechnung

15 © Ministerium für Natürliche Ressourcen Kanada 2001 – Beispiel zur Validierung des RETScreen ® SLH-Projektmodells

16 © Ministerium für Natürliche Ressourcen Kanada 2001 – Schlussfolgerungen SLH liefert Wärme für Belüftung und Prozessluft Standorte weltweit verfügen über ausreichend Solarenergie, falls Luft- heizung benötigt wird SLH dient als Wetterverkleidung und wird in konventionelles Belüftungs-system eingespeist RETScreen ® berechnet für SLH-Systeme Energieertrag, Wirkungsgrad und Temperaturanhebung Wärmerückgewinnung an Außenwand Verringerte Wärmeverluste durch Entschichtung RETScreen ® ist eine Jahresanalyse mit monatlicher Angebotsberechnung, die zu einer mit stündlichen Simulationsmodellen vergleichbaren Genauigkeit führt RETScreen ® kann Kosten für Vorstudien zur Machbarkeit deutlich senken

17 © Ministerium für Natürliche Ressourcen Kanada 2001 – Fragen? Projektanalysemodul für solare Luftheizung Kurs zur Analyse sauberer Energieprojekte von RETScreen ® International Für weitere Informationen besuchen sie bitte die RETScreen-Internetseite


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