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Kälte aus Wärme sinnvoll eingesetzt

Weltweit sind immer mehr Klimaanlagen im Einsatz, selbst in Mitteleuropa steigt durch die Klimaerwärmung die Nachfrage nach klimatisierten Räumen. Den Markt dominiert aber immer noch die Kompressionkältetechnik, die so viel Strom verbraucht, dass Spitzen im Stromverbrauch vermehrt auch während der heißen Monate auftreten.

Dabei herrscht angesichts von den 100 Pilotanlagen, die allein in Europa nicht mit Strom sondern Wärme funktionieren, kein Mangel an neuen, umweltfreundlichen Kühltechniken. Die Verbraucher halten sie aber oft noch für nicht wirtschaftlich genug. Im Kontext steigender Strompreise, die es teuer machen konventionelle Anlagen zu betreiben, wird thermische Kühlung aber auch zu einer finanziell interessanten Alternative.

Um die Vorbehalte gegenüber thermischen Anlagen weiter abzuschwächen, entwickelte die Hindenburg Consulting gemeinsam mit der Energieagentur Regio Freiburg exemplarisch Kühlkonzepte für fünf Demonstrationsobjekte. Dazu gehörten das Autohaus Ebner in Albbruck, dessen Ausstellungshalle sich im Sommer stark aufheizt oder die Firma Dentaurum aus Ispringen, in deren Werkhallen seit 120 Jahren zahntechnische Produkte entstehen. Beide hatten sich an einem Wettbewerb für die Teilnahme qualifiziert. Hierbei erprobten die Projektleiter einen Fragebogen, der auch in Zukunft dabei hilft, schnell und einfach herauszufinden, wo sich thermische Kühlanlagen lohnen. Nachdem das Konzept verschiedene Möglichkeiten durchgespielt hatte, suchten die Projektleiter die Anlage aus, die unter den jeweiligen Umständen am besten geeignet waren.

Das Projekt bewies nicht nur, dass thermische Klimaanlagen wirtschaftlich sind, oft senken die neuen Anlagen auch die Betriebskosten und bewirken, dass die Besitzer im Winter weniger heizen müssen. Durch die Vielfalt der Objekte, vom Bürogebäude über eine Kellerei zur industriellen Werkshalle, hat das Projekt eine große Beispielwirkung und demonstriert, dass es sich in allen Bereichen lohnt, umweltfreundlich zu klimatisieren. Wie groß das Interesse am Projekt und an thermischer Kühltechnik ist, zeigt sich daran, dass sogar aus Spanien Bewerbungen eintrafen.

Mehr Informationen auf der Homepage von ThermCoolProfit.

Projektdaten

Projektnummer 2007-06
Projektart Forschung und Studien
Projektträger SolCoolAirCon Consulting Services, Merdingen
Laufzeit bis Mai 2009
Zuschuss 58.923

Ihre Ansprechpartner

Richard Tuth

Richard Tuth

Innovationsfonds Klima- & Wasserschutz

T: 0761-279-29 84

E-Mail: richard.tuth@badenova.de

Michael  Artmann

Michael Artmann

Innovationsfonds Klima- & Wasserschutz

T: 0761-279-22 53

E-Mail: michael.artmann@badenova.de

Einblicke in weitere Förderprojekte:

TeWaB, Wirkungsgradsteigerung eines BHKW mittels Thermoelektrischem Wärmetauscher
Freiburg

Thermoelektrische Generatoren im Hochtemperaturbereich für BHKW

Wie wirtschaftlich ein BHKW ist, hängt wesentlich von dessen elektrischem Wirkungsgrad ab. Wärmetauscher mit thermoelektrischen Generatoren können aus dem heißen Abgas des BHKWs zusätzlich Strom gewinnen und damit den Wirkungsgrad erhöhen. Thermoelektrische Generatoren wandeln Wärmeströme zwischen einer warmen und einer kalten Seite in elektrische Energie um. Sie sind robust, weitgehend wartungsfrei und langlebig, jedoch eigneten sich herkömmliche Generatoren nur für Temperaturen bis 200 °C. So bleibt die Wärmeenergie aus dem Abgasstrom ungenutzt. Das Fraunhofer Institut für physikalische Messtechnik (IPM) hat in den vergangenen Jahren erstmals Module entwickelt, die sich für Temperaturen bis 550 °C eignen. Zusammen mit der Firma Schleif Automation, spezialisiert auf den innovativen Anlagenbau, entwickelte das IPM einen thermoelektrischen Generator, der parallel zum vorhandenen Wärmetauscher die BHKW-Abwärme nutzt. Hierdurch kann neben der reinen Brauchwassererwärmung zusätzlich mit Hilfe des Wärmetauschers elektrischer Strom generiert werden. Das Projektteam simulierte zunächst das Verhalten des thermoelektrischen Wärmetauschers bei Betrieb im Abgasstrom eines BHKWs, um eine möglichst hohe Ausbeute an elektrischer Leistung zu erzielen. Danach wurde ein eigens optimierter thermoelektrischer Wärmetauscher hergestellt und in einem von badenova betriebenen Schleif-BHKW eingesetzt. Die anfallenden Daten integrierten die Forscher in die BHKW-Steuerungssoftware, um einen reibungslosen und effektiven Betrieb zu garantieren. Nach dieser Testphase kam der Wärmetauscher in einem von badenova betriebenen Schleif-BHKW zum Einsatz. Das Ergebnis des Projekts zeigte, dass damit der elektrische Wirkungsgrad des BHKWs um etwa 3 % gesteigert kann. In Zukunft könnten solche thermoelektrische Generatoren nicht nur in BHKWs, sondern auch in Fahrzeugen Verwendung finden und so dazu beitragen Treibstoff und CO2 einzusparen. Darstellung drei wesentlicher Erkenntnisse aus dem Projekt: Thermoelektrische Module zur Abwärmeverstromung sind verfügbar und einsatzbereit für Anwendungen Thermoelektrische Module haben ein hohes TRL-Level erreicht und es waren während des Testbetriebs in der realen Anwendung keine Alterungseffekte ersichtlich. Ein Betrieb über 1000 h konnte ohne technische Probleme und ohne Leistungsreduktion nachgewiesen werden. Systemintegrationskonzept von thermoelektrischen Modulen in Anwendungen ist entscheidend für Wirkungsgrad und RoI. Die Erkenntnisse und Erfahrungen aus diesem Projekt haben zu einem neuen Innovationsfonds Antrag geführt, zu einem Projekt mit dem Anwendungsfall der Nutzung von thermoelektrischen Elementen, für die Versorgung von Regelungseinheiten für eine effizientere Feststoffverbrennung . Wie es beispielsweise bei Stückholzkaminen der Fall ist. Damit können solche Feuerungsanlagen ohne Stromanschluss nachgerüstet und der Ausstoß von Schadstoffen verringert werden.

Aeromagnetische Vermessung von Erdmagnetfeldern
Neuried

Geothermisches Potential vom Flugzeug erkundet

Aeromagnetische Verfahren sind bereits Standard bei Voruntersuchungen für Öl, Gas oder Erz. Dabei überfliegen Wissenschaftler das Untersuchungsgebiet mit einem Spezialflugzeug und zeichnen die magnetischen Signale des Untergrundes auf. Da verschiedene Gesteinssorten unterschiedlich magnetisch sind, können sie so auf das seismische Profil schließen. Während herkömmliche seismische Untersuchungen steilstehende geologische Körper wie Salzstöcke oder vulkanisches Gestein nur schlecht abbilden, erkennt die aeromagnetische Methode sie aufgrund ihrer magnetischen Eigenschaften. So verringert sich das Bohrrisiko. Bei der Geothermie kam das aeromagnetische Verfahren bisher kaum zum Einsatz. Dort untersucht man bisher meistens vom Boden aus, was besonders in unzugänglichem Gelände umständlich und teuer ist. Die aeromagnetische Methode hingegen ist schnell und kostengünstig, eignet sich auch für schwieriges Terrain und hinterlässt keine Flurschäden. Die Gemeinde Neuried testet das Verfahren deshalb, unterstützt von Geologieexperten des Freiburger Regierungspräsidiums. Neuried ist dafür besonders geeignet, denn dort untersuchte man den Untergrund in den letzten Jahren schon mit herkömmlichen seismischen Methoden. So können die Wissenschaftler beide Verfahren vergleichen und feststellen, inwiefern sich das aeromagnetische Verfahren für die Geothermie eignet. Dafür überfliegt ein Leichtflugzeug das 150 Quadratkilometer große Untersuchungsgebiet in einer Höhe von 150 m und überzieht es mit 600 Messlinien im Abstand von jeweils 250 m. 100 Querlinien ergänzen das Profil. Anschließend werten die Forscher die Ergebnisse aus, vergleichen sie mit den bereits vorhandenen Daten und schließen daraus auf das geothermische Potential. Erweist sich das aeromagnetische Verfahren als aussagekräftig, würde die geothermische Vorerkundung in Zukunft einfacher und kostengünstiger.