Klimatisierungsanlage: Kühlen mit Wärme

Der Sommer kehrt noch einmal zurück und lässt vor allem in Büroräumen erahnen, wie wichtig die Klimatisierung dieser Räume immer mehr wird. Die voranschreitende Klimaveränderung sorgt für zunehmend heißere Sommertage, die nicht selten zu einer Überhitzung von Wohn- und Arbeitsräumen führen.

Während die Solarenergie bisher hauptsächlich zur Wärmegewinnung eingesetzt wird, ist die solare Kühlung in Deutschland noch weitgehend ungenutzt. Dennoch ist es möglich, mit Wärme eine Klimatisierungsanlage anzutreiben – so paradox es für viele vielleicht klingen mag. Die Grundidee solarer Kühlung besteht darin, die „überschüssige“ Sonnenenergie zur Kühlung von Gebäuden gerade in der heißen Tageszeit zu nutzen.

Der Kühlbedarf steigt und fällt mit dem Angebot an Sonnenenergie. Im Gegensatz zu herkömmlichen Klimaanlagen, die mit elektrisch betriebenen Kompressoren arbeiten und einen um so höheren Energiebedarf haben, je wärmer die zu kühlende Luft ist, spart die solare Kühlung Strom und hat, anders als bei der solaren Heizung kein Speicherproblem. Gerade in Zeiten steigender Energiepreise und immer knapper werdender fossiler Brennstoffe wie Kohle, Erdgas oder Erdöl könnte die umweltfreundliche Klimaanlage immer mehr an Bedeutung gewinnen.

Firmen, wie die Festo AG & Co. KG, haben das enorme Potential solarer Kühlung erkannt. Schon seit mehreren Jahren betreibt Festo am Hauptsitz in Esslingen die Kältemaschinen mit Abwärme von Kompressoren und Heizkesseln. Ende letzten Jahres wurde dann als dritte Wärmequelle die Solaranlage mit 1330 m² Kollektorfläche in das System integriert. Damit betreibt Festo seit November 2007 die, bezogen auf die Kälteleistung, größte solar unterstützte Klimatisierungsanlage Europas. Durch die Einbindung der Solaranlage zur Kühlung der Büroräume und des Rechenzentrums werden vom Kollektorhersteller 500 Megawattstunden (MWh) pro Jahr an solarem Ertrag garantiert. Laut Berechnungen sind sogar 650 MWh möglich, die das Unternehmen an Primärenergie einsparen kann. Damit leistet Festo einen deutlichen Beitrag zum Klimaschutz und zur Ressourcenschonung. Im Winter, wenn keine Kühlung benötigt wird, kann die Solarwärme für die Beheizung der Gebäude genutzt werden.

Die Betreuung der solar unterstützen Klimatisierung des Technologiezentrums der Festo AG & Co. KG erfolgt von der Projektgruppe „Solarthermie2000plus“ der Hochschule Offenburg und dem Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme (ISE) in Freiburg. Kollektorfelder und Regelungstechnik liefert Paradigma, einer der führenden Systemanbieter für regenerative Heiztechnik. Die Hochschule Offenburg unterstützte Festo bei der Anlagenplanung und übernahm die Konzeption und Installation der Messtechnik. Seit Inbetriebnahme der Anlage ist die Hochschule zuständig für die mehrjährige Messdatenerfassung und -auswertung sowie die Überwachung und Beurteilung des Anlagenbetriebs. Mit dem Know-how des Offenburger Forschungsteams sollen eventuelle Störfälle analysiert und Optimierungsvorschläge eingebracht werden. Dabei wird die Hochschule vom Fraunhofer ISE, dem Spezialist im Bereich solare Klimatisierung, beratend unterstützt. Nach ersten Optimierungen im Probebetrieb startete nun im August das erste Intensivmessjahr des weltweit größten Vakuumröhren-Kollektorfelds als Wärmequelle für die derzeit leistungsstärkste Adsorptionskälteanlage der Welt.

Das Forschungsvorhaben und die messtechnische Begleitung der solar unterstützen Klimatisierungsanlage bei Festo werden im Rahmen des Förderprogramms „Solarthermie2000plus“ durch das Bundesumweltministerium gefördert. Generelles Ziel der Fördermaßnahme „Solarthermie2000plus“ ist es, durch forschungsbegleitende Pilot- und Demonstrationsprojekte die wissenschaftlich-technischen und rechtlich-organisatorischen Voraussetzungen zu schaffen, dass die Solarthermie künftig einen deutlich höheren Beitrag am Wärmemarkt zur Substitution fossiler Brennstoffe leisten und damit auch ein wirksamer Klimaschutz erreicht werden kann. Die Verbesserung der Wirtschaftlichkeit durch die weitere Senkung der solaren Wärmekosten ist ebenfalls ein zentrales Ziel.

Derzeit werden von der Hochschule Offenburg im Rahmen dieses Förderprogramms insgesamt acht thermische Solargroßanlagen betreut. Sechs Anlagen zur Warmwasserbereitung mit Standorten in Freiburg, Mindelheim, Singen, Baden-Baden und Waldbronn, eine zur Unterstützung der Nahwärmeversorgung in Holzgerlingen sowie die Anlage bei Festo zur solar unterstützen Klimatisierung, in Esslingen.