Regenerative Energien in Klima-/Lüftungstechnik: Unterschied zwischen den Versionen

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Regenerative Energien in Klima-/Lüftungstechnik (Quelltext anzeigen)

Version vom 12. März 2010, 13:21 Uhr

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Damit leistet die Klima- und Lüftungstechnik einen wesentlichen Betrag zur '''Energieeinsparung''' | '''CO<sub>2</sub> – Reduktion''' | '''Ressourcenschonung''' und zum '''Klimaschutz'''
Damit leistet die Klima- und Lüftungstechnik einen wesentlichen Betrag zur '''Energieeinsparung''' | '''CO<sub>2</sub> – Reduktion''' | '''Ressourcenschonung''' und zum '''Klimaschutz'''


===Vorwort===
===Vorwort===
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Nach einer Schätzung werden in Deutschland pro Jahr Kaltwassererzeuger mit einer Gesamtkälteleistung von etwa 1.100 MW verkauft. Dies beinhaltet die Maschinen für Neubau und [[Sanierung]]. Unterstellt man, dass ca. 40 % davon für die Komfortklimatisierung eingesetzt und diese mit 700 Vollbenutzungsstunden betrieben werden, so ergibt sich für die jährlich neu verkauften Kaltwassererzeuger ein Gesamtstrombedarf von ca. 263,4 GWh (EER = 3,5).<div style="clear: both; visibility: hidden;">dient Zeilenumbruch</div>
Nach einer Schätzung werden in Deutschland pro Jahr Kaltwassererzeuger mit einer Gesamtkälteleistung von etwa 1.100 MW verkauft. Dies beinhaltet die Maschinen für Neubau und [[Sanierung]]. Unterstellt man, dass ca. 40 % davon für die Komfortklimatisierung eingesetzt und diese mit 700 Vollbenutzungsstunden betrieben werden, so ergibt sich für die jährlich neu verkauften Kaltwassererzeuger ein Gesamtstrombedarf von ca. 263,4 GWh (EER = 3,5).<div style="clear: both; visibility: hidden;">dient Zeilenumbruch</div>


Siehe: '''[[Absorptionskälteanlagen]]''' | '''[[Adsorptionskälteanlagen]]'''
=====[[Absorptionskälteanlagen]]=====
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====Thermische Klimaprozesse – Sorptionsklimasysteme====
====Thermische Klimaprozesse – Sorptionsklimasysteme====
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Damit der Prozess kontinuierlich ablaufen kann, muss das Wasser aus den Absorptionsmedien wieder entfernt werden. Diese Austreibung geschieht durch Wärmezufuhr. Vorteilhaft bei beiden Systemen ist, dass keine sehr hohen Temperaturen für das Austreiben des Wassers notwendig sind und deshalb sehr einfach solare Wärme oder Niedertemperaturabwärme aus industriellen Prozessen und Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen verwendet werden kann.
Damit der Prozess kontinuierlich ablaufen kann, muss das Wasser aus den Absorptionsmedien wieder entfernt werden. Diese Austreibung geschieht durch Wärmezufuhr. Vorteilhaft bei beiden Systemen ist, dass keine sehr hohen Temperaturen für das Austreiben des Wassers notwendig sind und deshalb sehr einfach solare Wärme oder Niedertemperaturabwärme aus industriellen Prozessen und Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen verwendet werden kann.


Beide Verfahren können somit überall dort eingesetzt werden, wo die Luft gekühlt und ggf. entfeuchtet werden soll. Prinzipbedingt ist bei diesen Systemen gleichzeitig eine sehr effiziente Wärme- und ggf. auch Feuchterückgewinnung vorhanden (vergl. Abschnitt xxx). Dies ermöglicht auch einen energieeffizienten Betrieb im Winter.
Beide Verfahren können somit überall dort eingesetzt werden, wo die Luft gekühlt und ggf. entfeuchtet werden soll. Prinzipbedingt ist bei diesen Systemen gleichzeitig eine sehr effiziente Wärme- und ggf. auch Feuchterückgewinnung vorhanden (vergl. Abschnitt 5.1). Dies ermöglicht auch einen energieeffizienten Betrieb im Winter.
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| [[Bild:Luft energie pe-einsparung sorptionsklimasysteme.gif|thumb|upright=2|Schon bei einem Anteil von 30 % kann eine Primärenergieeinsparung von etwa 100 GWh erreicht werden]]
| [[Bild:Luft energie pe-einsparung sorptionsklimasysteme.gif|thumb|upright=2|Schon bei einem Anteil von 30 % kann eine Primärenergieeinsparung von etwa 100 GWh erreicht werden]]
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Nach einer Erhebung von Beck im Jahr 2000 werden in Deutschland pro Jahr ca. 38.000 RLT-Zentralgeräte mit einer Luftleistung von insgesamt 658 Mio m3/h verkauft. Unterstellt man, dass 60 % des Luftvolumenstromes Zuluft und davon 49 % mit Kühlung ausgestattet sind, dann ergibt sich ein jährlicher [[Primärenergiebedarf]] für Kühlung von rund 331 GWh. In sehr vielen Fällen ist ein alternativer Einsatz von Sorptionsklimasystemen mit Solar- oder Abwärmenutzung möglich.<div style="clear: both; visibility: hidden;">dient Zeilenumbruch</div>
Nach einer Erhebung von Beck im Jahr 2000 werden in Deutschland pro Jahr ca. 38.000 RLT-Zentralgeräte mit einer Luftleistung von insgesamt 658 Mio m3/h verkauft. Unterstellt man, dass 60 % des Luftvolumenstromes Zuluft und davon 49 % mit Kühlung ausgestattet sind, dann ergibt sich ein jährlicher [[Primärenergiebedarf]] für Kühlung von rund 331 GWh. In sehr vielen Fällen ist ein alternativer Einsatz von Sorptionsklimasystemen mit Solar- oder Abwärmenutzung möglich.<div style="clear: both; visibility: hidden;">dient Zeilenumbruch</div>


Siehe: '''Sorptionsklimasysteme mit festen Absorbern''' | '''Sorptionsklimasysteme mit flüssigen Absorbern'''
=====[[Sorptionsklimasystem - Absorber fest|Sorptionsklimasysteme mit festen Absorbern]]=====
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=====[[Sorptionsklimasystem - Absorber flüssig|Sorptionsklimasysteme mit flüssigen Absorbern]]=====
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===Geothermische Energie — Nutzung der Erdwärme und Erdkälte===
===Geothermische Energie — Nutzung der Erdwärme und Erdkälte===
Oberflächennahe geothermische Energie ist besonders für die Nutzung in Klima- und Lüftungssystemen geeignet. Die Temperatur des ungestörten Untergrundes beträgt im Tiefen bis ca. 100 m 8 °C bis 12 °C. Die Nutzung dieses Energiereservoirs kann durch verschiedene Systeme erfolgen:
Oberflächennahe geothermische Energie ist besonders für die Nutzung in Klima- und Lüftungssystemen geeignet. Die Temperatur des ungestörten Untergrundes beträgt im Tiefen bis ca. 100 m 8 °C bis 12 °C. Die Nutzung dieses Energiereservoirs kann durch verschiedene Systeme erfolgen:
* Grundwassernutzung: Diese Art der Nutzung ist dort möglich, wo durch Saug- und Förderbrunnen ein geschlossener und entsprechend ergiebiger Wasserkreislauf möglich ist. Die Instandhaltung und der Betrieb können abhängig von den lokalen Vorschriften und Gegebenheiten aufwändig sein.
* Erdwärmetauscher: Horizontal (Erdkollektoren) oder vertikal (Erdsonden) verlegte Kunststoffrohre bilden einen Wärmeübertrager mit dem Untergrund. Die Leistungsfähigkeit dieses Wärmetauschersystems ist abhängig von den thermischen Eigenschaften des Untergrundes und der Grundwasserverhältnisse. Je tiefer die Rohre verlegt sind, desto unabhängiger ist das System von der klimatischen Umgebung.
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| [[Bild:Luft energie erdwaerme saisonal.gif|thumb|upright=2|Saisonale Nutzung eines geothermischen Systems]]
| [[Bild:Luft energie erdwaerme saisonal.gif|thumb|upright=2|Saisonale Nutzung eines geothermischen Systems]]
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* Energiefundamente: Diese Systeme sind besonders wirtschaftlich, da hierbei die manchmal ohnehin notwendigen Gründungspfähle, Fundamentplatten, Pfahlwände usw. zusätzlich nur mit einem Kunstoffrohrsystem ausgestattet werden müssen. Ansonsten ist die Funktion analog den Erdwärmetauschern.
* '''Grundwassernutzung''': Diese Art der Nutzung ist dort möglich, wo durch Saug- und Förderbrunnen ein geschlossener und entsprechend ergiebiger Wasserkreislauf möglich ist. Die Instandhaltung und der Betrieb können abhängig von den lokalen Vorschriften und Gegebenheiten aufwändig sein.
* '''Erdwärmetauscher''': Horizontal (Erdkollektoren) oder vertikal (Erdsonden) verlegte Kunststoffrohre bilden einen Wärmeübertrager mit dem Untergrund. Die Leistungsfähigkeit dieses Wärmetauschersystems ist abhängig von den thermischen Eigenschaften des Untergrundes und der Grundwasserverhältnisse. Je tiefer die Rohre verlegt sind, desto unabhängiger ist das System von der klimatischen Umgebung.
* '''Energiefundamente''': Diese Systeme sind besonders wirtschaftlich, da hierbei die manchmal ohnehin notwendigen Gründungspfähle, Fundamentplatten, Pfahlwände usw. zusätzlich nur mit einem Kunstoffrohrsystem ausgestattet werden müssen. Ansonsten ist die Funktion analog den Erdwärmetauschern.


Abhängig vom notwendigen Temperaturniveau und der Leistungsfähigkeit des Systems kann die geothermische Energie auf vielfältige Weise im Gebäude genutzt werden. Im Sommer dient der Untergrund als Wärmesenke. Die notwendige Kühlenergie wird dem Gebäude entzogen und dem Untergrund zugeführt. Dies kann direkt (Abschnitt 3.1) oder
Abhängig vom notwendigen Temperaturniveau und der Leistungsfähigkeit des Systems kann die geothermische Energie auf vielfältige Weise im Gebäude genutzt werden. Im Sommer dient der Untergrund als Wärmesenke. Die notwendige Kühlenergie wird dem Gebäude entzogen und dem Untergrund zugeführt. Dies kann direkt (Abschnitt 3.1) oder über die Nutzung einer Kältemaschine oder Wärmepumpe (Abschnitt 3.2) geschehen.<div style="clear: both; visibility: hidden;">dient Zeilenumbruch</div>
über die Nutzung einer Kältemaschine oder Wärmepumpe (Abschnitt 3.2) geschehen.<div style="clear: both; visibility: hidden;">dient Zeilenumbruch</div>


====Direkte Nutzung der Erdkälte====
====Direkte Nutzung der Erdkälte====
=====Flächenkühlung=====
=====Flächenkühlung=====
In Abhängigkeit des Temperaturniveaus des aus dem Erdreich strömenden Trägermediums und der erreichbaren Leistung (Wärmesenke) können ohne eine zusätzliche Kältemaschine verschiedenartige Raumkühlsysteme im Gebäude zum Einsatz kommen:
In Abhängigkeit des Temperaturniveaus des aus dem Erdreich strömenden Trägermediums und der erreichbaren Leistung (Wärmesenke) können ohne eine zusätzliche Kältemaschine verschiedenartige Raumkühlsysteme im Gebäude zum Einsatz kommen:
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| [[Bild:Luft energie raumkuehlsysteme.gif|thumb|upright=2|Übersicht über Raumkühlsysteme]]
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* Decken-, Wand- und Brüstungskonvektoren bis ca. 14 - 16 °C Austrittstemperatur aus dem Erdreich
* Decken-, Wand- und Brüstungskonvektoren bis ca. 14 - 16 °C Austrittstemperatur aus dem Erdreich
* Kühlsegel, Kühl- und Putzdecken mit Kapillarrohrmatten bis ca. 16 -18 °C.
* Kühlsegel, Kühl- und Putzdecken mit Kapillarrohrmatten bis ca. 16 -18 °C.
* Bauteilaktivierung bis ca. 18 - 20 °C
* Bauteilaktivierung bis ca. 18 - 20 °C
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| [[Bild:Luft energie raumkuehlsysteme.gif|thumb|upright=2|Übersicht über Raumkühlsysteme]]
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Alle diese Systeme zur Raumkühlung können sowohl im Neubau wie auch bei der [[Sanierung]] eingesetzt werden (Bauteilaktivierung durch spezielle Systeme). Grundsätzlich können diese Systeme aufgrund der hohen Systemtemperaturen die Luft nicht entfeuchten. Es muss sogar besonders darauf geachtet werden, dass an keiner Stelle des Systems [[Kondensat]] auftreten kann. Insbesondere in feuchtwarmer Witterung (z.B. auch in  Flusstälern) muss die Leistung des Systems gegebenenfalls durch eine Anhebung der Systemtemperatur gedrosselt werden, damit die Vorlauftemperatur sicher oberhalb der [[Taupunkttemperatur]] des Raumes liegt.
Alle diese Systeme zur Raumkühlung können sowohl im Neubau wie auch bei der [[Sanierung]] eingesetzt werden (Bauteilaktivierung durch spezielle Systeme). Grundsätzlich können diese Systeme aufgrund der hohen Systemtemperaturen die Luft nicht entfeuchten. Es muss sogar besonders darauf geachtet werden, dass an keiner Stelle des Systems [[Kondensat]] auftreten kann. Insbesondere in feuchtwarmer Witterung (z.B. auch in  Flusstälern) muss die Leistung des Systems gegebenenfalls durch eine Anhebung der Systemtemperatur gedrosselt werden, damit die Vorlauftemperatur sicher oberhalb der [[Taupunkttemperatur]] des Raumes liegt.


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* Witterungswechsel wie z. B. Schlagregen und Wind.
* Witterungswechsel wie z. B. Schlagregen und Wind.
* Lärmschutz und Akustik.
* Lärmschutz und Akustik.
Dies bedeutet, dass eine Nachtlüftung ausschließlich über die Fenster in vielen Fällen nicht dauerhaft wirksam sein kann. Je nach den Randbedingungen können unterschiedliche Mechanismen der ventilatorgestützten freien Kühlung zum Einsatz kommen:
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| [[Bild:Luft energie nachtlueftung temperatur.gif|thumb|upright=2|Beispiele für Temperatur-verhalten bei freier Nachtlüftung]]
| [[Bild:Luft energie nachtlueftung temperatur.gif|thumb|upright=2|Beispiele für Temperatur-verhalten bei freier Nachtlüftung]]
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Dies bedeutet, dass eine Nachtlüftung ausschließlich über die Fenster in vielen Fällen nicht dauerhaft wirksam sein kann. Je nach den Randbedingungen können unterschiedliche Mechanismen der ventilatorgestützten freien Kühlung zum Einsatz kommen:
* Zu- und Abluftsysteme mit variablem Luftvolumenstrom.
* Zu- und Abluftsysteme mit variablem Luftvolumenstrom.
* Abluftsysteme mit variablem Luftvolumenstrom und Nachströmung über geeignete Außenluftelemente.
* Abluftsysteme mit variablem Luftvolumenstrom und Nachströmung über geeignete Außenluftelemente.
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=====Indirekte Verdunstungskühlung mit Abluft=====
=====Indirekte Verdunstungskühlung mit Abluft=====
Die Abluft wird durch Versprühen von Wasser so weit wie möglich abgekühlt. Durch eine effiziente Wärmeübertragung wird die „Kälte“ dann auf den Zuluftstrom übertragen. Diese Systeme eignen sich besonders dann, wenn im Kühlfall die Ablufttemperatur nach der Verdunstung kleiner als die Außenlufttemperatur ist. Zum Beispiel, wenn in einem Gebäude die Räume durch die Speicherung oder durch zusätzliche Raumkühlsysteme relativ
Die Abluft wird durch Versprühen von Wasser so weit wie möglich abgekühlt. Durch eine effiziente Wärmeübertragung wird die „Kälte“ dann auf den Zuluftstrom übertragen. Diese Systeme eignen sich besonders dann, wenn im Kühlfall die Ablufttemperatur nach der Verdunstung kleiner als die Außenlufttemperatur ist. Zum Beispiel, wenn in einem Gebäude die Räume durch die Speicherung oder durch zusätzliche Raumkühlsysteme relativ kühl bleiben und die Auffeuchtung nicht groß ist.<div style="clear: both; visibility: hidden;">dient Zeilenumbruch</div>
kühl bleiben und die Auffeuchtung nicht groß ist.<div style="clear: both; visibility: hidden;">dient Zeilenumbruch</div>
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| [[Bild:Luft energie verdunstungskuehlung indirekt.gif|thumb|upright=2|Bsp Klimasystem mit adiabater Umluftkühlung]]
| [[Bild:Luft energie verdunstungskuehlung indirekt.gif|thumb|upright=2|Bsp Klimasystem mit adiabater Umluftkühlung]]
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Wärmerückgewinnungssysteme sind in vielen Fällen auch multifunktional einsetzbar. So können hocheffiziente Systeme auch im Zusammenspiel mit anderen Verfahren wie Verdunstungskühlung, Solar- und Erdwärmenutzung usw. kombiniert betrieben werden (siehe Abschnitte 2.2, 4, 4.3, 5.3, 5.4).<div style="clear: both; visibility: hidden;">dient Zeilenumbruch</div>
Wärmerückgewinnungssysteme sind in vielen Fällen auch multifunktional einsetzbar. So können hocheffiziente Systeme auch im Zusammenspiel mit anderen Verfahren wie Verdunstungskühlung, Solar- und Erdwärmenutzung usw. kombiniert betrieben werden (siehe Abschnitte 2.2, 4, 4.3, 5.3, 5.4).<div style="clear: both; visibility: hidden;">dient Zeilenumbruch</div>


Siehe: '''Wärmerückgewinnung im Nichtwohnbereich''' | '''Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung im Wohnbereich'''
=====[[Wärmerückgewinnung - Nichtwohnbereich|Wärmerückgewinnung im Nichtwohnbereich]]=====
- ''Dieser Artikel ist ausgelagert''
=====[[Wärmerückgewinnung - Wohnbereich|Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung im Wohnbereich]]=====
- ''Dieser Artikel ist ausgelagert''


====Abluft-Wasser Wärmepumpen und Abluft-Luft Wärmepumpen====
====Abluft-Wasser Wärmepumpen und Abluft-Luft Wärmepumpen====
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| [[Bild:Luft energie kompaktgeraet.gif|thumb|upright=2|Schema Kompaktgerät zur Abluftwärmenutzung im Passivhaus mit Wärmerückgewinnung, Wärmepumpe, Trinkwarmwasserspeicher und Solareinbindung]]
| [[Bild:Luft energie kompaktgeraet.gif|thumb|upright=2|Schema Kompaktgerät zur Abluftwärmenutzung im [[Passivhaus]] mit [[Wärmerückgewinnung]], Wärmepumpe, Trinkwarmwasserspeicher und Solareinbindung]]
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Wärmepumpen sind grundsätzlich dazu geeignet, die folgenden regenerativen Energiequellen oder Umweltenergiequellen zu nutzen:
Wärmepumpen sind grundsätzlich dazu geeignet, die folgenden regenerativen Energiequellen oder Umweltenergiequellen zu nutzen:
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* Abluft.
* Abluft.
Im Zusammenhang mit der Klima- und Lüftungstechnik im Gebäude wird im Folgenden die Abluft als Wärmequelle
Im Zusammenhang mit der Klima- und Lüftungstechnik im Gebäude wird im Folgenden die Abluft als Wärmequelle
für Wohn- und Nichtwohngebäude dargestellt. Grundsätzlich gelten für Abluftwärmepumpen die gleichen Aussagen wie für die Wärmerückgewinnung, da die gleiche Energiequelle genutzt wird (siehe Abschnitt 5 und Abschnitt 5.1.2). Ein großer Teil der Energie stammt aus regenerativen Quellen. Lediglich die Art der Nutzung über einen Wärmepumpenprozess erlaubt eine größere Flexibilität, da höhere Systemtemperaturen erreicht werden können. Damit kann die Abwärme aus Gebäuden auch zur Erzeugung von Warmwasser für die Heizung und für die Trinkwarmwasserbereitung genutzt werden. In einem Passivhaus reicht normalerweise die Wärmequelle Abluft nahezu zur vollständigen Deckung des Wärmebedarfs für Heizung, Lüftung und Warmwasser.
für Wohn- und Nichtwohngebäude dargestellt. Grundsätzlich gelten für Abluftwärmepumpen die gleichen Aussagen wie für die Wärmerückgewinnung, da die gleiche Energiequelle genutzt wird (siehe Abschnitt 5 und Abschnitt 5.1.2). Ein großer Teil der Energie stammt aus regenerativen Quellen. Lediglich die Art der Nutzung über einen Wärmepumpenprozess erlaubt eine größere Flexibilität, da höhere Systemtemperaturen erreicht werden können. Damit kann die Abwärme aus Gebäuden auch zur Erzeugung von Warmwasser für die Heizung und für die Trinkwarmwasserbereitung genutzt werden. In einem [[Passivhaus]] reicht normalerweise die Wärmequelle Abluft nahezu zur vollständigen Deckung des Wärmebedarfs für Heizung, [[Lüftung]] und Warmwasser.
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====Wärmeverschiebung im Gebäude====
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| [[Bild:Luft energie waermeverschiebung.gif|thumb|upright=2|Wärmeverschiebung mittels Flächensystemen [14] oder VRV-Klimasystemen [15]]]
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Nichtwohngebäude werden typischerweise sehr vielfältig und unterschiedlich genutzt. Oftmals sind einzelne Bereiche thermisch sehr hoch belastet (viele Personen und/oder hohe technische Ausstattung) und andere Bereiche sind thermisch nur sehr gering belastet. Dies führt dazu, dass besonders in der Übergangszeit im Frühjahr und im Herbst ein Teilbereich des Gebäudes gekühlt und ein anderer Teilbereich des Gebäudes geheizt werden muss. Die Wärmeverschiebung innerhalb des Gebäudes kann mit verschiedenen Technologien erreicht werden:
* Flächenhafte Systeme, die großflächig die geringen Temperaturunterschiede innerhalb des Gebäudes auf einen Wasserkreislauf übertragen können. Zum Beispiel kommen hier Kapillarrohrsysteme zum Einsatz (Forschungsvorhaben LowEx [14])
* Drehzahlgeregelte Multi-Split-Klimasysteme für den gleichzeitigen Heiz- und Kühlbetrieb, sogenannte VRV- oder VRF-Systeme nutzen das Wärmepumpenprinzip auch innerhalb des Gebäudes und können somit auch geringste Temperaturunterschiede für den Heiz- und Kühlbetrieb verwerten.<div style="clear: both; visibility: hidden;">dient Zeilenumbruch</div>
====Abwärmenutzung aus industriellen und gewerblichen Kühlprozessen====
Bei jedem Kühlprozess in der Industrie und im Gewerbe, bei dem eine mechanische Kälteerzeugung zum Einsatz kommt, wird gleichzeitig immer auch Wärme erzeugt. Im Normalfall wird diese Wärme über Rückkühler an die Umgebungsluft abgegeben, weil das Temperaturniveau dieser Wärme sehr niedrig ist (üblicherweise ca. 25 bis 40 °C). Mit den im vorangegangenen Abschnitt beschriebenen Technologien (Abschnitt 5.3) kann diese Wärme bei Bedarf im Gebäude genutzt werden. Beispiele für die Nutzung sind:
* Abwärmenutzung von EDV- und Serverräumen
* Abwärmenutzung von Kühleinrichtungen und Verbundkälteanlagen im Einzelhandel (Reduzierung als Kühllast im Sommer und Nutzung als Wärmequelle im Winter)
===Nutzung von Biomasse und synthetischen Kraftstoffe aus Biomasse===
Für die Erzeugung von Klimakälte und klimatisierter Luft mit den in Abschnitt 2.1 und Abschnitt 2.2 beschriebenen Verfahren eignen sich grundsätzlich alle Arten von Biomasse, soweit sie als Brennstoff zur Warmwasserbereitung oder Dampferzeugung verwendet werden können. Damit können prinzipiell auch alle synthetischen Kraftstoffe aus Biomasse (BTL, Biogas, usw.) verwendet und entsprechend substituiert werden.
====Gasmotorische Klimageräte====
Schon heute stehen gasmotorisch betriebene Klimageräte (Erdgas) zur Verfügung. Statt eines Elektromotors treibt ein Gasmotor den Verdichter des Klimaprozesses an. Durch zukünftige Anpassungen am Gasmotor ist auch eine Verwendung von Biogas oder anderen synthetischen Kraftstoffen möglich. Damit werden neben der Nutzung von Regenerativen Energiequellen auch die Stromnetze insbesondere in den Sommermonaten entlastet.
====Gas-Absorptionswärmepumpen für Heizen und Kühlen====
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| [[Bild:Luft energie gas-absorptionswaermepumpe.gif|thumb|upright=2|Prinzip einer Gas-Absorptionswärmepumpe]]
|}
Direkt mit Gas befeuerte Absorptionswärmepumpen für Heizen und Kühlen stehen heute ebenfalls zur Verfügung. Sie arbeiten ähnlich wie die Kaltwassererzeuger in Abschnitt 2.1. Für ihren Betrieb sind jedoch keine separaten Wärmeerzeuger notwendig. Sie erzeugen die Wärme mit einem Gasbrenner selbst. Durch geringe Anpassungen sind auch diese Geräte in der Lage, Biogas direkt für die gleichzeitige Kälte- und Wärmeerzeugung zu verwenden.<div style="clear: both; visibility: hidden;">dient Zeilenumbruch</div>
===Zusammenfassende Einsparpotenziale Szenario 30 %===
Im Folgenden ist ein Szenario bis zum Jahr 2020 dargestellt, bei dem durch verbesserte wirtschaftliche, öffentlichkeitswirksame und verordnungsrechtliche Rahmenbedingungen der Einsatz von Regenerativen Energien in der Klima- und Lüftungstechnik so gefördert wird, dass etwa 30 % des Marktes jedes Jahr durch diese Maßnahmen entwickelt werden.
Im Einzelnen sind dies:
* 30 % der jährlich neu verkauften Kaltwassersysteme werden mit solarer Wärme oder Abwärme betrieben.
* 30 % der jährlich neu verkauften zentralen Klimageräte mit Kühlungs- und Lüftungsfunktion werden mit sorptionsgestützten Kühlsystemen ausgestattet, die solare Wärme oder Abwärme für die Kälteerzeugung nutzen oder auch Abluftbefeuchtung für die Kühlung einsetzen.
* 30 % der jährlich neu verkauften Klimakaltwassersysteme nutzen die geothermische „Kühlenergie“ oder nutzen das Erdreich als Wärmesenke und sind mit Einrichtungen zur freien Kühlung ausgestattet.
* Bis zum Jahr 2020 sind 30 % der Wohngebäude mit Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung ausgestattet, die auch das Erdreich im Winter nutzen.
* Der mittlere thermische Nutzungsgrad der Wärmerückgewinnung der jährlich neu verkauften Lüftungszentralgeräte steigt von derzeit ca. 25 % auf ca. 75 %.
====CO2-Einsparung====
{|align="right"
| [[Bild:Luft energie co2-einsparung.gif|thumb|upright=2|Mögl. Anteil regenerativer Energie der Klima- u. Lüftungstechnik an Zielen der Bundesregierung bis 2020]]
|}
Summiert man die oben beschriebenen Szenarien bis 2020, dann erscheint es mit den derzeit zur Verfügung stehenden, wirtschaftlich sinnvollen Technologien möglich, etwa 5 bis 9 % der CO<sub>2</sub>-Ziele der Bundesregierung durch regenerative Maßnahmen der Klima- und Lüftungstechnik im Gebäude zu erreichen. Dieser Wert berücksichtigt explizit nicht die möglichen Effizienzsteigerungen der „klassischen Kälteerzeugung“ für die Klimatisierung.<div style="clear: both; visibility: hidden;">dient Zeilenumbruch</div>
Im Einzelnen setzen sich die möglichen Einsparpotenziale wie folgt zusammen:
{|align="center"
| [[Bild:Luft energie co2-einsparung einzeln.gif|thumb|upright=2|Mögl. CO<sub>2</sub>-Einsparung durch Regenerative Energien der Klima- und Lüftungstechnik - einzeln]]
| [[Bild:Luft energie co2-einsparung einzeln kaelte.gif|thumb|upright=2|Mögl. CO<sub>2</sub>-Einsparung durch Regenerative Energien der Klima- und Lüftungstechnik - Nur Kälteerzeugung]]
|}<div style="clear: both; visibility: hidden;">dient Zeilenumbruch</div>
====Zusammenfassung der wesentlichen Kennzahlen====
Dargestellt wird jeweils das Einsparpotenzial an [[Primärenergie]] in Deutschland auf Basis Energieverbrauch heute durch Einsatz von erneuerbaren Energien im Bereich [[Lüftung]], Klimatisierung und Kältebereitstellung unter dem im vorangegangenen Abschnitt beschriebenen Szenario 30 %.
{{{Tab010}}
| width="580"| ||width="50" align="center"| Abschnitt ||width="50" align="center"| kto CO<sub>2</sub> ||width="50" align="right"| GWh ||width="50" align="right"| %
|-
| style="background:#D1EFFF" colspan="5" | '''[[Lüftung]] (Wärmeenergie):'''
|-
| Heizenergieverbrauch (Endenergie) || ||align="right"| 239.000<sup>1</sup> ||align="right"| 797.000 ||align="right"| 100 %
|-
| davon: Wohngebäude (Endenergie) || || align="right"|181.000 ||align="right"| 604.000 ||align="right"| 76 %
|-
| Nicht-Wohngebäude GHD (Endenergie) || ||align="right"| 57.900 ||align="right"| 193.000 ||align="right"| 24 %
|-
| colspan="5" | Einsparpotenzial durch WRG ([[Primärenergie]])
|-
| davon: Wohngebäude<sup>2</sup> || align="center"|5.1.2 ||align="right"| 6.426 ||align="right"| 21.464 ||align="right"| 3,6 %
|-
| Zusätzlich durch Erdreich-WÜT<sup>3</sup> || align="center"|3.1.2 ||align="right"| 642 ||align="right"| 2.356 ||align="right"| 0,4 %
|-
| Nicht-Wohngebäude<sup>4</sup> || align="center"|5.1.1 ||align="right"| 5.854 ||align="right"| 23.562 ||align="right"| 12,2 %
|-
| style="background:#D1EFFF" colspan="5" | '''Sommerliche Klimatisierung in Lüftungszentralen:'''
|-
| Primärenergieverbrauch sommerlicher Betrieb von Lüftungszentralgeräten (Kühlung, Entfeuchtung)<sup>5</sup> || ||align="right"| 1.762 ||align="right"| 8.275 ||align="right"| 100 %
|-
| Einsparpotential durch indirekte Verdunstungskühlung<sup>6</sup> ||align="center"|4.3 ||align="right"| 307 ||align="right"| 1.441 ||align="right"| 17 %
|-
| Einsparpotential durch solare, sorptionsgestützte Verfahren<sup>7</sup> ||align="center"|2.2 ||align="right"| 296 ||align="right"| 1.391 ||align="right"| 17 %
|-
| style="background:#D1EFFF" colspan="5" | '''Kaltwasser für Klimatisierung:'''
|-
| Primärenergieverbrauch (Strom) für Kältebereitstellung (Klima + Kälte) || || || align="right"|198.000 || align="right"|100 %
|-
| davon: Komfort-Klimatisierung || ||align="right"|9.156 ||align="right"|43.560|| align="right"|22 %
|-
| . . . . davon Büros || || align="right"|2.236|| align="right"|10.500||
|-
| davon: Kühlung und Prozesskälte|| || ||align="right"|154.440 ||align="right"|5,3 %
|-
| colspan="5" |Einsparpotenzial für Komfort-Klimatisierung:
|-
| Einsparpotenzial durch Kühlung mit Erdreich und Grundwasser direkt (ohne WP) ||align="center"|3.1 ||align="right"|- ||align="right"|- ||align="right"|-
|-
| Einsparpotenzial durch Kühlung mit Erdreich und Grundwasser indirekt (mit WP)<sup>8</sup> ||align="center"|3.2 ||align="right"|102 ||align="right"|481 ||align="right"|1,1 %
|-
| Einsparpotenzial durch solarthermische Kaltwasserbereitstellung<sup>9</sup> ||align="center"|2.1 ||align="right"|70 ||align="right"|498 ||align="right"|1,1 %
|}
<sup>1</sup> Annahme Raumwärme Gas<br />
<sup>2</sup> Annahme, dass bis zum Jahr 2020 ca. 30 % der Wohngebäude mit Wärmerückgewinnung ausgerüstet sind<br />
<sup>3</sup> Zusätzliche Einsparungen an Lüftungswärme durch Erdreich-Wärmeübertrager<br />
<sup>4</sup> Die in jedem Jahr neu verkauften Lüftungszentralgeräte werden durchschnittlich mit 75% Wärmerückgewinnung ausgestattet<br />
<sup>5</sup> Jedes Jahr neu verkaufte Klimazentralgeräte 331GWh, Nutzungsdauer 25 Jahre<br />
<sup>6</sup> 60 % der in jedem Jahr verkauften Lüftungszentralgeräte mit Kühlung werden mit indirekter Verdunstungskühlung ausgerüstet<br />
<sup>7</sup> 30 % der in jedem Jahr neu verkauften Klimazentralgeräte werden mit sorptiven Systemen ausgerüstet<br />
<sup>8</sup> 30 % der in jedem Jahr neu verkauften Kaltwassersätze werden mit Erdreich oder Grundwasserwärmesenken ausgerüstet<br />
<sup>9</sup> 30 % der in jedem Jahr neu verkauften Kaltwassersätze sind solarthermisch unterstützt
===Eckdaten für die Abschätzung des Einsparpotenzials===
Für die Abschätzung der möglichen Einsparpotenziale durch die in den vorangegangenen Abschnitten beschriebenen Verfahren und Systeme wurden die folgenden Basisdaten verwendet:<br />
'''Basisdaten für die Abschätzungen (Markt, Bestand, Verkaufszahlen, Energieverbrauch)'''
{{{Tab010}}
| colspan="2" | '''Wohnfläche Wohngebäude''' ||align="center"| Bestand
|-
|width="300"| 1 bis 2 Wohneinheiten ||width="180" align="right"| 1,8747 Mrd. m<sup>2</sup>||width="100" align="center"| [6] 2003
|-
|3 und mehr Wohneinheiten||align="right"| 1,3001 Mrd. m<sup>2</sup>||align="center"|
|-
|Summe ||align="right"| 3,1748 Mrd. m<sup>2</sup>||align="center"|
|-
|'''Lüftungszentralgeräte'''||align="right"| 38.000 St. ||align="center"| Verkauf pro Jahr
|-
|Luftleistung gesamt||align="right"| 658.000.000 m<sup>3</sup>/h||align="center"| [3] 1997
|-
|colspan="2" |'''Kältemaschinen'''||align="center"| Verkauf pro Jahr
|-
|Wassergekühlte Kältemaschinen||align="right"| 413.460 kW||align="center"| [2]
|-
|Luftgekühlte Kältemaschinen||align="right"| 480.322 kW||align="center"|
|-
|Turbos||align="right"| 158.000 kW||align="center"|
|-
|Absorptionskältemaschinen||align="right"| 45.900 kW||align="center"|
|-
|Summe||align="right"| 1.097.682 kW||align="center"|
|-
|style="background:#D1EFFF" colspan="3" |'''Energieverbrauchszahlen:'''
|-
|valign="top"|'''Primärenergieverbrauch BRD''' ||align="right"| 14.334 PJ <br /> 3.981.000 GWh||valign="top" align="center"|[8] 2003
|-
|'''Energiebedingte CO<sub>2</sub>-Emissionen''' ||align="right"| 833 Mio to CO<sub>2</sub>||align="center"| [9] 1999
|-
|valign="top"|'''Kälteerzeugung'''||align="right"| 66.000 GWh Strom<br />11.000 GWh andere<br />22 % davon Klimatisierung||valign="top" align="center"| [10] 2006
|-
| ||align="right"|3.500 GWh Strom <br />Kälte für Klimatisierung von Büros||valign="top" align="center"| [12] 2006
|-
| valign="top" |'''Regenerative Energien'''||align="right"| 11 % an Stromproduktion<br />25 % in 2020 (Schätzung)||valign="top" align="center"| [11] 2007
|-
| '''Heizenergiebedarf Wohngebäude'''||align="right"|Endenergie 603.889 GWh||align="center"|[16] 2005
|-
| '''Raumwärme GHD'''||align="right"| Endenergie 193.000 GWh||align="center"| [16] 2005
|-
| '''Kühlen und Lüften GHD'''||align="right"| Endenergie 21.444 GWh||align="center"| [16] 2005
|-
|style="background:#D1EFFF" colspan="3" |'''CO<sub>2</sub>-Faktoren'''
|-
|Strom ||align="right"| 0,64 kg/kWh||align="center"|
|-
|Raumwärme (Gas) ||align="right"| 0,30 kg/kWh||align="center"|
|}
Test<ref>[http://www.bundestag.de/bundestag/abgeordnete17/biografien/M/merkel_angela.html ''Dr. Angela Merkel, CDU/CSU'']. Website des Deutschen Bundestags. Abgerufen am 6. November 2009.</ref>
===Literaturverzeichnis===
<references />




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===Quelle===
===Quelle===
Abgerufen von „https://wissenwiki.de/Spezial:Mobiler_Unterschied/14527“

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