„nachhaltige technologien - 2|2020"

Dr.-Ing. Ulrich Leibfried, Geschäftsführer Bereich Technik, Consolar Solare Energiesysteme, Deutschland. anfragen@consolar.de Dipl.-Ing. Sebastian Asenbeck ist wissenschaftlicher Mitarbeiter und Dr.-Ing. Stephan Fischer ist Arbeitsgruppenleiter „Komponenten und Systemprüfung“ am Institut für Gebäudeenergetik, Thermotechnik und Energiespeicherung (IGTE) der Universität Stuttgart. fischer@igte.uni-stuttgart.de, sebastian.asenbeck@igte.uni-stuttgart.de mit beiden Anlagenkonzepten möglich ist, die Raum- temperatur im Sommer auf etwa 24 °C zu begrenzen und die Kühl-Abwärme der Wärmepumpe über das PVT-Wärmepumpenkollektorfeld (20 m 2 ) abzuführen, ohne dass die maximal zulässige Vorlauftemperatur der Wärmepumpe von 65 °C überschritten wird. Für größeren Kühlbedarf – wenn die Wärmepumpe zeitweise durchgehend kühlen muss – ergeben sich für das Konzept mit Kältekreisumkehr aufgrund der geringeren Anzahl an Wärmeübertragern leichte Effizienzvorteile, während bei dem Konzept mit Kühlabwärmenutzung die Eigenstromnutzung etwas besser ist. Mit beiden Konzepten können im Sommer für die Warmwasserbereitung und Kühlung mittlere System-Arbeitszahlen, unter Berücksichtigung der PV-Eigenstromnutzung in der Größenordnung SAZ PVT = 20 in Würzburg und 10 in Mailand, erreicht werden. Beim Konzept zur Kühlabwärmenutzung be- steht zudem die einfache Möglichkeit einer passiven Kühlung in klaren Nächten. Grundsätzlich haben die Dimensionierung und eine abgestimmte Regellogik, u. a. zur vorrangigen Nutzung von selbst produzier- tem PV-Strom (Energiemanagement), einen großen Einfluss auf die Effizienz und den verbleibenden Netzstrombezug der Systeme. Praxiserprobung und Fazit Kühlkonzepte mit verschiedenen Hydraulik- und Re- gelansätzen wurden in vier Testanlagen umgesetzt, sowohl mit Kältekreisumkehr als auch Kühlabwär- menutzung. Im Sommer 2019 funktionierten beide Kühlkonzepte auch bei Außentemperaturen bis ca. 40 °C problemlos. Sowohl die Simulationen als auch die Praxis zeigten die Bedeutung eines gut abgestimmten Regelkon- zepts insbesondere zur Trennung von Kühl- und Heizungsphasen: durch mehrfaches Aufheizen und Abkühlen von Speicher und Gebäude kann die Effi- zienz der Anlage reduziert werden. Dies ist allerdings ein Thema, das unabhängig von SOLINK-Wärmepum- penkollektoren beachtet werden muss. Gebäudekühlung ist eine vergleichsweise einfache und effiziente Erweiterung von SOLINK-Wärmepumpensys- temen, bei der die direkte Nutzung der vom System erzeugten elektrischen Energie weiter erhöht wird. Weiterführende Informationen / Links im E-Paper [1] Leibfried, U., Fischer, S., Asenbeck S.: PVT-Wärmepumpensystem SOLINK – Systemvalidierung und zwei Jahre Praxiserfahrung, Symposium Thermische Solarenergie 2019, Bad Staffelstein, 21. – 23.06.2019 [2] Leibfried, U., Fischer, S., Asenbeck S.: Kühlen mit PVT-Kollektoren und Wärmepumpe, Symposium Thermische Solarenergie 2020, Bad Staffelstein, 12. – 14.05.2020 Die Arbeiten am Projekt SOLINK wurden ermöglicht durch die freundliche finanzielle Unterstützung durch die Deutsche Bundesstiftung Umwelt, der der herzliche Dank der Autoren gilt. Feldtestanlage mit Kältekreisumkehr Foto: Consolar