SolTrans

In dem Vorhaben wurde ein Verfahren zur Bewertung der thermischen Leistungsfähigkeit und Umweltverträglichkeit von (solar-)thermisch angetriebenen Kältemaschinen entwickelt.

Hierfür wurde ein Prüfstand für thermisch angetriebene Kältemaschinen mit einer Kälteleistung bis 20 kW errichtet. Der Prüfstand wurde so konzeptioniert, dass das stationäre und dynamische Betriebsverhalten der Kältemaschinen unter reproduzierbaren und realitätsnahen Bedingungen messtechnisch untersucht werden kann.

Im Rahmen des Vorhabens wurde das komponentenorientierte CTSS-Prüfverfahren (Component Testing and System Simulation), welches für Anlagen zur solaren Warmwasserbereitung und solare Kombianlagen zur Verfügung steht und in der europäischen Normenreihe EN 12977 standardisiert ist, erweitert. Durch die vorgestellte Erweiterung kann das CTSS-Prüfverfahren auch zur Prüfung von solarthermisch angetriebenen Kälteanlagen und SolarKombiPlus-Systemen verwendet werden. Da es sich bei diesem Verfahren um ein modellgestütztes Prüfverfahren handelt, ist es erforderlich das thermische Verhalten von thermisch angetriebenen Kältemaschinen mathematisch beschreiben zu können. Zwar existieren bereits einige wenige Rechenmodelle für thermisch angetriebene Kältemaschinen allerdings sind diese auf Grund der speziellen Anforderungen nicht bzw. nur bedingt für das CTSS-Prüfverfahren geeignet. Aufgrund der Ausgangssituation wurde im Rahmen des Vorhabens ein solches Rechenmodell auf Basis einer experimentellen Systemidentifikation mit Künstlichen Neuronalen Netzen entwickelt, welches unter anderem für die Anwendung innerhalb des erweiterten CTSS-Prüfverfahrens geeignet ist.

Über die thermische Leistungsbewertung hinaus wurde im Rahmen des Vorhabens auch ein Verfahren für eine ganzheitliche ökologische Bewertung der Anlagen entwickelt. Die Ökobilanzierung nach dem vorgestellten Verfahren ermöglicht eine energetische und ökologische Bewertung von solarthermischen Kühlsystemen. Die energetische Amortisationszeit (AT) für solarthermische Trinkwasseranlagen und Kombianlagen wurde aufgegriffen und durch eine Methode zur Bewertung anhand des Treibhauspotenzials (GWP) von solarthermischen Kühlsystemen einschließlich SolarKombiPlus-Systemen erweitert. Als zusätzliche Beurteilungskriterien wurden der Erntefaktor (YR) und die absoluten Einsparungen eingeführt.  Somit ermöglicht die beschriebene Methode eine umfassende ökologische Bewertung von solarthermischen Kühlsystemen.

Zusätzlich zur Entwicklung der ganzheitlichen Prüfverfahren wurden insgesamt drei Anlagen zur solaren Kühlung messtechnisch untersucht und wissenschaftlich begleitet.

03/2008 - 02/2013

Das Vorhaben wurde teilweise mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie (BMWi) unter dem Förderkennzeichen 0327454A gefördert und vom Projektträger Jülich (PtJ) betreut. Die Autoren danken für die gewährte Unterstützung.

Weiterer Dank für die Unterstützung gilt den Firmen Paradigma Energie- und Umwelttechnik GmbH & Co. KG, InvenSor GmbH, Solvis GmbH & Co KG, SorTech AG, BSL GmbH, Thomas Preuhs Holding GmbH und WATTS Insulation GmbH.