Kälteerzeugung für die Gebäudeklimatisierung

Kapitel 4.1, Zusammenhänge zwischen Kälteerzeugung und TEWI-Wert:
Der natürliche Treibhauseffekt ermöglicht, dass die durch Sonnenstrahlen auf der Erdoberfläche entstehende Wärme in der Atmosphäre verbleibt. Dies wird bewirkt durch Kohlendioxid, Methan, Distickstoffoxid und andere Gase, die in der Atmosphäre in sehr kleinen Konzentrationen vorkommen. Ohne den natürlichen Treibhauseffekt würde die Durchschnittstemperatur nicht + 15 °C sondern - 18 °C betragen. Der Treibhauseffekt ist damit einerseits für das Leben unerlässlich, ruft andererseits Schäden hervor, sobald sein Gleichgewicht gestört ist. Das Handeln des Menschen stört das Gleichgewicht u. a. durch:
- Brandrodungen.
- Das Abholzen der Wälder und damit Verminderung der Umwandlung von CO2 zu Sauerstoff und Kohlenstoff.
- Die Nutzung fossiler Brennstoffe und damit steigendem CO2-Gehalt in der Atmosphäre.
- Methanemissionen vor allem in der Landwirtschaft.
- Die Emissionen von Fluor- und Chlorkohlenwasserstoffen u. a. aus Kälteanlagen.
So stieg z. B. der CO2-Gehalt der Atmosphäre seit Beginn der industriellen Revolution von 280 auf 350 ppm (Parts per Million), der Methangehalt von 0,7 auf 1,7 ppm.
Das Treibhauspotential dieser Gase ist sehr unterschiedlich. Zur Vergleichbarkeit wurde der GWP-Wert (Global Warming Potential) eingeführt. Dieser Wert beschreibt das Verhältnis der klimatischen Auswirkung eines Gases zum Vergleichswert von CO2. Der GWP-Wert für CO2 ist dabei auf 1 festgelegt. Der GWP-Wert für das Kältemittel R 134a ist so z. B. 1300 äquivalent CO2. R 134a hat somit das 1300-fache Treibhauspotenzial von CO2.
Mit dem TEWI-Wert (Total Equivalent Warming Index) werden direkte und indirekte Auswirkungen durch Energie verbrauchende Geräte beschrieben. Der Wert drückt aus, welche Menge Treibhausgase während der Nutzungszeit in die Atmosphäre gelangen und wird in kg für CO2 äquivalent angegeben. Auch die Kälteerzeugung hat direkte und indirekte Auswirkungen auf die Atmosphäre. Ausführlicheres dazu

1;Kälteerzeugung für die Gebäudeklimatisierung;1
1.1;Inhaltsverzeichnis;3
1.2;Abbildungsverzeichnis;5
1.3;Tabellenverzeichnis;6
1.4;Diagrammverzeichnis;8
1.5;Verzeichnis Formelzeichen;9
1.6;1. Der Autor;11
1.7;2. Abstract;13
1.8;3. Einleitung;15
1.9;4. Grundlagen;19
1.9.1;4.1. Zusammenhänge zwischen Kälteerzeugung und TEWI-Wert;19
1.9.2;4.2 Effiziente Verfahren zur Gebäudeklimatisierung;20
1.9.3;4.3 Ermittlung des Energieverbrauches für die Kälteerzeugung;30
1.10;5. Berechnungsalgorithmen;33
1.10.1;5.1. TEWI-Wert;33
1.10.1.1;5.1.1. Berechnungsalgorithmus;33
1.10.1.2;5.1.2. Beispielrechnungen;36
1.10.2;5.2.Kostenermittlung nach VDI 6025;41
1.10.2.1;5.2.1. Übersicht über die Methoden zur Wirtschaftlichkeitsberechnung;41
1.10.2.2;5.2.2. Zahlungsarten;43
1.10.2.3;5.2.3. Berechnungsalgorithmus Kapitalwert;46
1.11;6. Beispielrechnung;59
1.11.1;6.1. Anlagenbeschreibung;59
1.11.1.1;6.1.1. Anlagenbeschreibung Gebäude und Lüftungsanlage;59
1.11.1.2;6.1.2. Variante 1 Speicherung der durch Kaltwassersätze erzeugten Kältemittels Sprinklertank (Kältespeicherung im Sprinklertank);63
1.11.1.3;6.1.3. Variante 2 Kälteerzeugung durch zwei luftgekühlte Kaltwassersätzezeitgleich zum Bedarf (Luftgekühlte Kaltwassersätze);72
1.11.1.4;6.1.4. Variante 3 Erzeugung der Kälte zur Gebäudeklimatisierung zeitgleichzum Verbrauch mit wassergekühlten Kaltwassersätzen (WassergekühlteKaltwassersätze);77
1.11.2;6.2. Berechnung TEWI-Wert;80
1.11.2.1;6.2.1. Variante 1 - Kältespeicherung im Sprinklertank;80
1.11.2.2;6.2.2. Variante 2 - Luftgekühlte Kaltwassersätze;81
1.11.2.3;6.2.3. Variante 3 - Wassergekühlte Kaltwassersätze;82
1.11.3;6.3. Berechnung jährliche Gesamtkosten;83
1.11.3.1;6.3.1. Variante 1 - Kältespeicherung im Sprinklertank;83
1.11.3.2;6.3.2. Variante 2 - Luftgekühlte Kaltwassersätze;87
1.11.3.3;6.3.3. Variante 3 -Wassergekühlte Kaltwassersätze;91
1.12;7. Bewertung der Resultate;95
1.13;8. Perspektiven;103
1.14;9. Quellenverzeichnis;107

Carsten Laue, seit 2006 Master of Science, Energiemanagement. Studium der Versorgungstechnik. Als Projektleiter bei einem mittelständischen Haustechnikunternehmen verantwortlich für die Planung und Ausführung von Kälte- und Heizungsanlagen bis zu mehreren Megawatt thermischer Leistung.