Fachbeiträge & Interviews
Freitag, 06. Dezember 2019
Ausgabe 6682 | Nr. 340 | 19. Jahrgang
Autor: Fabian Hesse
Herausgeber: bauingenieur24 Informationsdienst email-weiterempfehlendruckansicht

Bedarf an Großkältespeichern zur Gebäudeklimatisierung wächst

# 13.07.2018

Technologie aufgrund steigender Energiekosten immer gefragter. TU Chemnitz in Forschung und Entwicklung führend. Planung gebäudeintegrierter Speicher als Herausforderung

Seit 1973 Fernkälte in Chemnitz

Ein Großkältespeicher ist seit elf Jahren Bestandteil des ältesten europäischen Fernkältesystems. Foto: TU Chemnitz / Jacob Müller Ein Großkältespeicher ist seit elf Jahren Bestandteil des ältesten europäischen Fernkältesystems. Foto: TU Chemnitz / Jacob Müller

Vor kurzem haben wir über die Entwicklung der Fernwärme in Deutschland am Beispiel eines Pilotprojektes in Brandenburg berichtet (siehe Quellen und Verweise). Im Nachbarbundesland Sachsen beschäftigt sich die Wissenschaft verstärkt mit dem zwar weniger geläufigen, wohl aber ebenso wichtigen energietechnischen Pendant der Fernkälte.

Eines der ältesten europäischen Fernkältesysteme wird seit 1973 in Chemnitz (rund 240.000 Einwohner) betrieben. 2007 integrierte man Deutschlands ersten Kurzzeit-Großkältespeicher in das Netz. Unter anderem nutzen die städtische Oper, mehrere Museen und Einkaufszentren sowie die Universität die Fernwärme zur Gebäudeklimatisierung.

Wassertanks für Wärme- und Kältespeicherung interessant

Wie zum Erhalt von Wärme wird auch für die Speicherung von Kälte bevorzugt Wasser genutzt, da es über eine hohe Speicherkapazität der thermischen Energie verfügt und eine relativ einfache sowie toxikologisch unbedenkliche Handhabung erlaubt. Wichtigste Aufgabe eines jeden (Groß-)Speichers ist die Entkopplung von Energieerzeugung und Energieverbrauch.

In Chemnitz wird der mit rund 3.500 Kubikmetern Wasser gefüllte und gut gedämmte Kältespeicher nachts durch Absorptionskältemaschinen aufgeladen. Tagsüber kann er die Spitzenlasten im Fernkältesystem decken und zudem eine schwankende Nachfrage nach Kälte ausgleichen.

Großkältespeicher nach elf Jahren Betriebszeit völlig intakt

Nach elf Jahren Betriebszeit und der jüngsten Wartung zogen die Entwickler des Großkältespeichers unlängst Bilanz. "Insgesamt können wir sagen, dass die gesamte Systemlösung, also das Zusammenspiel von Verbrauchern und Speicher, sehr gut funktioniert", resümiert Thorsten Urbaneck, Bereichsleiter Thermische Energiespeicherung an der Professur Technische Thermodynamik der TU Chemnitz. Vor allem das schwierige Problem der Schichtung des Wassers sei gut gelöst.

"Wir sind mit der Tankkonstruktion und dem inneren Tragwerk sowie dem Be- und Entladesystem sehr zufrieden", ergänzt Ulf Uhlig vom Betreiber der Speicheranlage. Man gehe davon aus, dass die Konstruktion weitere Jahrzehnte uneingeschränkt für das Fernkältesystem genutzt werden kann.

Chemnitzer Know-how zur Kältespeicherung bundesweit nachgefragt

Um weitere Verbesserungen zu erreichen, laufen an der Professur Technische Thermodynamik der TU Chemnitz fortlaufend Forschungs- und Entwicklungsarbeiten. "Wir wollen die Funktion der Kältespeicher verbessern, eine Langzeitbeständigkeit sicherstellen und die Kosten sowohl bei der Errichtung als auch bei einer optimalen Betriebsweise reduzieren", erklärt Urbaneck.

Das Chemnitzer Know-how um die Technologie der Kältespeicherung wird inzwischen bundesweit nachgefragt, was speziell im industriellen Bereich unter anderem mit steigenden Energiepreisen zu tun haben dürfte. "Wir haben an zwölf konkreten Projekten mitgewirkt", berichtet Urbaneck. Ab 2019 würden allein durch diese Projekte über 26.000 Kubikmeter Kaltwasser zur Speicherung eingesetzt.

Gebäudeintegration als neues Entwicklungsfeld

Bei einer relativ neuen Entwicklung werden die Kältespeicher in ein zu kühlendes Gebäude integriert. Die Errichtung eines Tankspeichers mit einem Durchmesser und einer Höhe von beispielsweise 20 Metern sei dabei im Falle einer industriellen Kälteversorgung überhaupt kein Thema.

Geht es jedoch um eher schlanke Instituts- oder Klinikgebäude, müssten die großen Speicher im Gebäude "versteckt" werden, so Urbaneck. Die Projekte deckten zurzeit Speichergrößen zwischen 500 und 1.500 Kubikmetern ab. Die Gebäudeintegration sei von der Planung her etwas auf wendiger, da es mehr Schnittstellen gebe.

Großes Potenzial für Kälteversorgung durch Großspeicher

Die Chemnitzer Forscher sehen in der Kältespeicherung eine Schlüsseltechnologie, mit der man ökologische Ziele und wirtschaftliche Anforderungen gut in Einklang bringen könne.

Angesichts der Tatsache, dass derzeit ungefähr zehn Prozent des Stromes in Deutschland zur Kälteversorgung eingesetzt werden, gebe es noch viel zu tun.

Ihre Bewertung für diesen Fachbeitrag
Kurz-Link  Kurz-Link zu diesem Beitrag:
https://www.bauingenieur24.de/url/700/3054