Projekt Kühlen mit der Sonne

Ein Projekt von Rene Emmerich und Rainer Betting

Projektbeschreibung

Aufgrund der Südausrichtung des NEH entsteht im Sommer eine starke Wärmeentwicklung.
Die eingebaute TWD ( Transparente Wärmedämmung) verstärkt die Aufheizung zusätzlich.
Durch eine Abschattung, die aus verschiedenen Systemen umgesetzt werden soll, wird die Sonneneinstrahlung abgehalten bzw. zum Teil genutzt. Die Abschattung soll so ausgelegt werden, dass im Winter ein solarer Gewinn entsteht und die Räume noch ausreichend beleuchtet werden. Die restliche Wärme soll über ein Kühlsystem abgeführt werden.

a)    Abschattung des Niedrigenergiehauses an der Technikerschule in Butzbach an ausgewählten
       Stellen.

b)    Klimatisierung des Niedrigenergiehauses an der Technikerschule in Butzbach.

Abschattungssysteme

Die Fenster werden im Sommer mit einem sog. prismatischen Band verschattet. Im Sommer beträgt der Einstrahlungswinkel 60 Grad. Die Fenster werden bei einer Tiefe des prismatischen Bandes von 50 cm zu Zweidrittel verschattet. Im Winter beträgt der Einstrahlungswinkel 16 Grad. Die Fenster werden somit nicht mehr verschattet und die passive Solarenergie ist nutzbar. Die Oberseite des prismatischen Bandes ist gleichzeitig eine Reflexionsfläche für die PV. Um eine möglichst große Ausbeute zu erzielen, ist der Winkel des prismatischen Bandes möglichst flach zu wählen. Ideal ist ein Winkel von 5 Grad.

Sonnensegel

An der Ostseite des Niedrigenergiehauses soll ein Sonnensegel die Galerie im  Sommer verschatten. Die Konstruktion ist so ausgelegt, dass im Sommer die Sonne nicht in die Galerie eindringen kann und im Winter die Solarenergie genutzt  wird. Außerdem muss darauf geachtet werden, dass es starken Winden standhalten kann. Technische Zeichnungen und Bilder entnehmen sie dem Ordner (Planung Sonnensegel).

Klimatisierung des NEH  

Die Klimatisierung des NEH soll durch eine Absorptionskälteanlage erfolgen. Diese Anlage unterscheidet sich von herkömmlichen Kompressionskälteanlagen, denn sie  hat keinen mechanischen Verdichter und braucht somit nur einen Bruchteil an elektrischer Energie. Die Anlage wird mit einem 40 m² großen Kollektorfeld angetrieben, die den Austreiber in Betrieb setzt. Diese Anlage funktioniert wie folgt:

Funktionsbeschreibung der Absorptionskälteanlage

Durch die zugeführte Wärme im Austreiber kocht das Wasser aus der Lithiumbromidlösung. Der entstandene Wasserdampf wird in den Kondensator geleitet. Dort wird er durch die Wärmeabgabe an den Kühlturm verflüssigt und abgekühlt. Danach wird das Wasser durch ein Drosselventil in den Verdampfer eingespritzt. Dabei verliert es Druck und Temperatur. Da dort ein Vakuum herrscht, verdampft das Wasser und nimmt dabei Wärme vom Wärmetauscher der Klimaanlage auf.  Anschließend strömt der Wasserdampf in den Absorber, wo konzentrierte Lithiumbromidlösung aus dem Austreiber eingespritzt wird . Dadurch vermischt sich der Wasserdampf wieder mit dem Lithiumbromid und geht als schwache Lösung wieder in den Austreiber. Dort schließt sich der Kreislauf.