Die Präsentation wird geladen. Bitte warten

Die Präsentation wird geladen. Bitte warten

Frauke Poblotzki, RE². Allgemeines zur Kühlung mit Geothermie Zwei Prinzipien der geothermischen Kühlung Methoden zur Kühlung mit Geothermie Problem &

Ähnliche Präsentationen


Präsentation zum Thema: "Frauke Poblotzki, RE². Allgemeines zur Kühlung mit Geothermie Zwei Prinzipien der geothermischen Kühlung Methoden zur Kühlung mit Geothermie Problem &"—  Präsentation transkript:

1 Frauke Poblotzki, RE²

2 Allgemeines zur Kühlung mit Geothermie Zwei Prinzipien der geothermischen Kühlung Methoden zur Kühlung mit Geothermie Problem & Wirtschaftlichkeit 2

3 Erdkeller dienen schon lange zur Lagerung von Eis, Lebensmitteln, Brennstoffen u.ä. 3 Quelle: brandenburg.de/Kap_6_Lagerkeller.html

4 Vorteile Geringere Temperaturdifferenz zur Nutzenergie Regeneration des Erdreiches Erdreich übernimmt Wärme- speicherfunktion Kühlen und Heizen gleichzeitig möglich Kann die Wirtschaftlichkeit einer WP-Heizanlage verbessern 4 Nachteile Hohe Installationskosten vor allem bei Bestandsgebäuden (je nach Kollektorart) Bildquelle: region.de/index.php?function=cms_show&id=66

5 Direkte / Aktive Kühlung Kälte wird direkt an den Kühlkreislauf abgegeben Geringer Förderaufwand mittels Pumpen 5 Quelle: eigene Darstellung Indirekte / Passive Kühlung Kälte wird maschinell energetisch aufgewertet Zusätzlicher Energieaufwand nötig (meist Strom)

6 Kühlmethoden Direkte / Passive Kühlung Indirekte / Aktive Kühlung Zuluft- konditionierung Zuluftkühlung Dynamische Kühlung (Luft) Radiatoren Kühldecke Fußbodenheizung Stille Kühlung (Wasser) Kältemaschine Reversible Wärmepumpe Kompressionskältemaschine Ab-/Adsorptionskältemaschine 6 Gas-/ Stromwärmepumpen Ab-/ Adsorptionswärmepumpe Übergabe der Kälte Übergabe der Kälte Die indirekte Kühlung wird zwischen den Kollektor und die direkte Kühlung geschaltet

7 7 Quelle:

8 Sole kühlt Heiz- /Kühelemente im Gebäude Vorteile Nur Umwälzpumpe arbeitet im Kühlbetrieb Nachteile Geringe Kühlleistung Temperaturniveau ausschlaggebend 8 Bypass zur direkten Kühlung im Sommer

9 Stille Kühlung Sole kühlt Heizungs- /Kühlwasser oder fließt durch Kühlelemente in den Räumen Gleichmäßige Temperatur- absenkung im Raum Allergikergeeignet (im Gegensatz zu mech. Lüftung) Minimale Fußbodentemperatur muss eingehalten werden 9 Dynamische Kühlung Sole kühlt Wasser/Luft für die Zuluftkühlung Luftkonditionierung möglich (Temperatur und Feuchte) Serverkühlung: Feuchtigkeitsentzug (Korrosionsschutz) Partikeleintrag von außen– Filter nötig Im Wohnraum: Feuchtigkeitsentzug und Zugluft Alternative: Erdwärmetauscher, allerdings keine Feinregulierung möglich

10 Kreisverwaltung des hessischen Vogelsbergkreises Direkte Wasserkühlung (SideCooler) Kühlleistung: 8 / 16 kW Raumtemperaur: 22 °C Bohrtiefe: 90 m Erdreichtemperatur: 14 °C VL: 12-14°C / RL: 20-25°C FreeCooler im Winter (<11°C) Quelle: weblog_image001.png 10

11 Sole nimmt Abwärme der Kälteerzeugung auf Vorteile Größere Kühlleistungen möglich Nachteile Höhere Investitionskosten – privat nur bedingt lohnenswert 11

12 12 Kühlraum Umgebung Quelle: In Anlehnung an vnai.ch

13 13 Quelle: In Anlehnung an vnai.ch Kühlraum Umgebung

14 Der Carnot-Wirkungsgrad gibt den maximalen Wirungsgrad an Für Kältemaschine und Wärmepumpe ergibt sich daraus die Leistungszahl ɛ T Kühl = -18 °C T Sole =10 °C T amb =20 °C Die maximale Leistungszahl ist stark temperatur-abhängig und beeinflusst die Wirksamkeit der Maschine 14

15 Sole kühlt Kältemaschine Vorteile Kältemaschine kühlt nicht gegen Umgebungstemperatur, die jahreszeitlichen Schwankungen unterliegt Rückkühltemperatur unter den sommerlichen Temperaturen, das bedeutet eine bessere Arbeitszahl Nachteile Zusätzliches Gerät nötig 15

16 16 Quelle:http://www.dimplex.de/fileadmin/wp-portal/swf/revwp.swf 1)Verdichter 2)Wärmeübertrager 3)Warmwasserbereitung 4)Zusätzl. Verbraucher 5)Umschaltventil 6)Ventilator 7)Kondensator 8)Expansionsventil 9)Verdampfer 10)Gebläsekonvektor 11)Heizung 2-in-1-Gerät: Kühlen und Heizen je nach Bedarf Höhere Investitionskosten

17 Erwärmen des Untergundes durch Kältenutzung Freikühlung im Winter Direkte Kühlung durch Kältemaschine unterstützen Führt zu weiterem Erwärmen des Untergrundes da größere Abwärmemenge 17 Investitionskosten: größer als bei Klimaanlagen Betriebskosten: kleiner als bei Klimaanlagen Amortisation: 5-7 Jahre Synergieeffekte: Geothermisches Heizen kann durch integrierte Kühlfunktion wirtschaftlich werden

18 Notwendigkeit der Kühlung Bedarf und Lastverlauf (Temperatur und Leistung) Dargebot durch Untergrund (Temperatur und Leistung) Bestehendes Kälteversorgungssystem Wirtschaftlichkeit Die Nutzung in der Klimatisierung von Wohn- und Bürogebäuden, Anwendungen zur Prozesskühlung eher selten 18

19 Seemann, D. (2010) Kühlung aus der Erdkruste, CleanEnergy Project energien/geothermie.html wohnraumkuehlung/ faq/haeufig-gestellte-fragen-zur-erdwaerme-faq.html#c47 19

20 Backup 20

21 Quelle: neral_info/de_ressourcesGeoth_v1.30_crege.jpg 21 Technisch möglich, energet. und wirtschaftl. nicht sinnvoll Nutzbar für geothermische Kühlung Entscheidend ist das benötigte Temperaturniveau verglichen mit dem bereitgestellten Temperatuniveau

22 22 Quelle:http://www.dimplex.de/fileadmin/wp-portal/swf/revwp.swf 1)Verdichter 2)Wärmeübertrager 3)Warmwasserbereitung 4)Zusätzl. Verbraucher 5)Umschaltventil 6)Kondensator 7)Gebläsekonvektor 8)Heizung 9)Expansionsventil 10)Ventilator 11)Verdampfer

23 23 Quelle: 1)Verdichter 2)Wärmeübertrager 3)Warmwasserbereitung 4)Zusätzl. Verbraucher 5)Umschaltventil 6)Ventilator 7)Kondensator 8)Expansionsventil 9)Verdampfer 10)Gebläsekonvektor 11)Heizung

24 24 TiefeWärmeträgerBemerkungen Geschlossene Systeme Erdwärmekollektoren (horizontal) 1,2-2,0 mSole a Klimaeinfluss, große Fläche Direktverdampfung (horizontal) 1,2-2,0 m Arbeitsmmittel d. WP Material Kupfer, ggf. beschichtet Erdwärmesonden gerammt (vertikal o. schräg) 5-30 mSole a Material Stahl, ggf. Kunststoff gebohrt (vertikal) m Sole a, ggf. Wasser Material HDPE b, ideal in Festgestein Wärmeübertragerpfähle (Energiepfähle; horizontal o.vertikal) 5-30 m Wasser, ggf. Sole a Stat. Funktion hat Vorrang, möglichst kein Frost Offene Systeme Grundwasserbrunnen (Dublette) mWasser min. 2 Brunnen (Förder- & Schluckbrunnen), Unterwasserpumpe Sonstige Systeme Koaxialbrunnen (vertikal) mWasser hohe Bohrkosten, nicht überlastbar Gruben-/Tunnelwasser/ Luftvorheizung/-kühlung (horizontal) 1,2-2,0 mWasser, Luft Möglichkeiten lokal begrenzt

25 Antrieb der Kältemaschine mit der Heizenergie des Bodens Vorteile Geringerer Stromverbrauch Nachteile Hohe Antriebstemperaturen nötig (90°C, bei solar geeigneten Sorptionsanlagen ca. 60°C) Sorptionskälte ist eher ungeeignet für die geothermische Kühlung 25


Herunterladen ppt "Frauke Poblotzki, RE². Allgemeines zur Kühlung mit Geothermie Zwei Prinzipien der geothermischen Kühlung Methoden zur Kühlung mit Geothermie Problem &"

Ähnliche Präsentationen


Google-Anzeigen