„nachhaltigen technologien“ 4|2019

geheizt werden oder anderenfalls mit der Energie aus dem Sorptionswärmespeicher 1 . Die Beheizung des Gebäudes erfolgt über das Lüftungssystem. Der im Forschungsgebäude aufgebaute Sorptions- wärmespeicher fasst 4,3 m 3 Sorptionsmaterial. Die theoretische Speicherkapazität beträgt bei den vorhandenen Randbedingungen etwa 700 kWh. Das Vakuumröhren-Luftkollektorfeld hat eine Fläche von 20,5 m² und besteht aus sechs in Reihe geschalteten Modulen. Schema des entwickelten solaren Heizsystems Segmentierter Sorptionswärmespeicher Die Besonderheit des neu entwickelten Sorptions- wärmespeichers ist dessen Segmentierung, die den Einsatz von großen Materialvolumina und damit die Realisierung großer Speicherkapazitäten ermöglicht [ 2 ] . Der kubische Speicher ist in vier Quadranten auf- geteilt, mit jeweils sechs horizontalen Segmenten. Dadurch entstehen insgesamt 24 flache Teilstücke mit großem Strömungsquerschnitt und kurzer Durch- strömungslänge, wodurch ein geringer Druckverlust bei der Durchströmung erreicht wird. Zwei überein- anderliegende Segmente bilden ein Segmentpaar, das gemeinsam durchströmt wird. Die Luft tritt in den zentralen Eintrittskanal ein, strömt durch ein Segmentpaar und tritt über einen der vier Austritts- kanäle entlang der Speicherkanten wieder aus dem Speicher aus (siehe Abbildung unten). Neuer Vakuumröhren-Luftkollektor Das Besondere des verwendeten Vakuumröhren- Luftkollektors der Firma airwasol (LSair-M-13-3-200) ist, dass die Vakuumröhren an beiden Seiten offen sind und längs durchströmt werden können. Auf- grund des dadurch sehr geringen Druckverlusts kön- nen mehrere Kollektormodule in Strömungsrichtung hintereinandergeschaltet werden. Die äußere Glasröhre des Kollektors besteht aus Borsilikatglas. Im Inneren befindet sich das aus Edel- stahl gefertigte Absorberrohr, das eine hochselektive Tinox-Beschichtung besitzt 2 . Zur weiteren Leistungs- steigerung ist auf der Rückseite des Absorbers ein Reflektor aus hochreflektierendem Aluminium ange- bracht. Der Reflektor befindet sich in der Glasröhre, sodass das Reflektormaterial hermetisch von der Umgebung getrennt ist und so vor Witterungsein- flüssen und Verschmutzungen geschützt ist. Eine hohe thermische Leistungsfähigkeit insbe- sondere bei Arbeitstemperaturen von über 150 °C ist für die solarthermische Desorption des Sorpti- onsspeichermaterials sehr wichtig. Bei 850 W/m 2 Einstrahlung auf die Kollektorebene wurde eine Stagnationstemperatur des Kollektors von 265 °C gemessen 3 . Schema des neu entwi- ckelten segmentierten Sorptionswärmespei- chers, vertikaler Schnitt durch den Speicher (Mitte), realer Aufbau im SolSpaces Gebäude (links) Foto: IGTE Dämmung Austrittskanal Segmentpaar Schieber Eintrittskanal mit Zeolith befüllte Segmente geschlossene Luftaustrittsöffnung geöffnete Luftaustrittsöffnung Frischluft Sonnenkollektor Zeolith Sorptionsspeicher Wärme- übertrager Abluft Wohnraum Zuluft Wohnraum 1 Prinzip der Wärmespeicherung mittels Sorptionsspeicher: Bei der Entladung des Speichers durchströmt Raumabluft den Sorptionsspeicher und Wasser(dampf)moleküle der Luft werden vom Speichermaterial (Zeolith) adsorbiert. Dadurch wird Wärme (Adsorptionsenthalpie) frei, wodurch sich die den Speicher durchströmende Luft erwärmt. Umgekehrt werden bei der Beladung des Speichers durch die Zufuhr von heißer Luft aus dem Vakuumröhren-Luftkollektor die adsorbierten Wassermoleküle wieder desorbiert und mit dem Luftstrom aus dem Sorptionsmaterial abtransportiert. Die angestrebte Desorptionstempe- ratur beträgt 180 °C. 2 Abmessungen der äußeren Glasröhre: Durchmesser x Wandstärke x Länge = 90 x 2,5 x 2000 mm Absorberrohr: Durchmesser x Wandstärke = 50 x 0,2 mm 3 Die Stagnationstemperatur bezeichnet die höchste Temperatur, die der Kollektor erreicht, wenn keine Wärme abgeführt wird. Fortluft