Anlagen und Systeme - Solarthermie - page 82

die Abwärme an die Umgebung abzugeben (Deshalb steigt hinter dem
Kühlschrank Warmluft auf, an dessen Rückseite wird nämlich ein Rohr-
mäander als Kondensator betrieben).
Das Kältemittel wird bei der Wärmeabgabe verflüssigt und gibt dabei
die zuvor im Verdampfer und Verdichter aufgenommene Energie wieder
vollständig ab. Nun wird das flüssige Kältemittel noch über ein Expan-
sionsventil (Drossel) geführt, um den Druck und damit die Temperatur
wieder auf das ursprüngliche Niveau abzusenken. Das Kältemittel ist nun
wieder in seinem Ausgangszustand angekommen und kann erneut ver-
dampft werden. Ein solcher Prozess wird deshalb auch als (linksläufiger)
Kreisprozess bezeichnet.
In Abb. 4.10 wurde ein Raummit der Kühlleistung Q K entwärmt. Da-
zu wird in der Kältemaschine Wasser auf etwa 8 ı C abgekühlt und durch
Kühlplatten im Raum geführt. Das Wasser nimmt aus dem Raum Energie
auf und erwärmt sich dabei auf etwa 12 ı C. Die Kompressionskältema-
schine benötigt für den Antrieb des mechanischen Verdichters mit Hilfe
eines Elektromotors die elektrische Antriebsleistung P el . Erzeugt das PV-
Modul nicht genügend Leistung P PV , muss aus dem Stromnetz zusätzlich
P aux bezogen werden. Das Verhältnis der Kälteleistung zur benötigten
elektrischen Leistung Q K =P el wird als EER (energy efficiency ratio, frü-
her einfach: Kältezahl) bezeichnet.
Berechnungsbeispiel
Je erzeugte kW Kälteleistung ist bei Annahme einer Kälteleis-
tungszahl EER von 3 eine elektrische Antriebsleistung von etwa
330W el erforderlich. Bei guter Ausrichtung treffen an einem
klaren Sommertag rund 1000W=m 2 Solarstrahlung auf ein Photo-
voltaikmodul. Bei einem Wirkungsgrad von (je nach Technologie)
8% bis 14% erzeugt das Modul daraus eine elektrische Leistung
von80bis140W=m 2 . Es werden also rund 3m 2 Modulfläche
benötigt, um eine Kälteleistung von 1 kW zu generieren. Anders
ausgedrückt: je kW installierter PV-Leistung (entsprechend 7 bis
12m 2 ) können 3 kW Kälteleistung erzeugt werden.
Um die Kältemaschine auch bei Bewölkung oder bei heißen,
aber strahlungsarmen Tagen zu betreiben, muss entweder ein (teu-