Solare Klimatisierung - Thermische Solarenergie: Grundlagen, Technologie, Anwendungen - page 638

COP = nutzbare Leistung

aufgewendete Leistung .

(9.7)

Im Fall der Kältemaschinen ist die nutzbare Leistung die erzeugte Kälteleistung; dement-
sprechend wird der COP Wert einer Kältemaschine oft auch als Kältezahl bezeichnet. Zur
Erzeugung der Kälteleistung kann entweder ein thermischer oder ein elektrischer Prozess
herangezogen werden, so dass die Nutzleistung (Kälte) auf den Aufwendungsprozess be-
zogen wird; damit ist:

˙ ˙

Q Kälte
˙

Q Kälte
˙

COP Kälte,elektr = bzw. COP Kälte,therm = .

(9.8)

Q elekt r Q therm

Im Falle eines thermisch getriebenen Kälteprozesses setzt sich die gesamte benötigte ther-
mische Leistung

˙ ˙ ˙

Q therm aus der Hilfs- ( Q a u x ) und der Solarwärmeleistung ( Q solar ) zu-

sammen:

˙

= ˙ + ˙ Q therm Q a u x Q solar .

(9.9)

Die unterschiedlichen Bezugsgrößen erschweren den unmittelbaren Vergleich zwischen
thermisch und elektrisch getriebenen Verfahren, weshalb häufig auf einen auf den Pri-
märenergieeinsatz bezogenen COP primär zurückgegriffen wird. Hierbei werden alle zur Be-
reitstellung der Antriebsenergie benötigten Energieträger und weitere Hilfsenergien wie
beispielsweise die elektrische Energie für Ventilatoren, Pumpen sowie die Hilfswärme mit
ihren spezifischen Umwandlungswirkungsgraden η i einbezogen, so dass sich die auf den
Primärenergieeinsatz bezogene Kältezahl COP primär in folgender Weise darstellen lässt:

˙

Q Kalte

COP primar = .

(9.10)

+ Q aux
η therm

+ ˙

P elektr
η elektr

Q solar

Der ideal reversibel ablaufende Kälteprozess kann als Umkehrung des Carnot-Wärme-
Kraft Prozesses beschrieben werden (Baehr und Kabelac 2009 ). In diesem idealen Grenz-
fall kann der Wirkungsgrad des Kälteprozesses η Kälte über die Temperaturniveaus der Pro-
zessschritte angegeben werden und lautet in diesem Fall:

T Kälte
T Kondensator

1
T Kondensator
T Kälte

η Kälte

− 1 ,

= =

(9.11)

T Kälte

−

in dem T Kälte die Temperatur der erzeugten Kälte und T Kondensator die Temperatur der Ab-
wärme sind. Beide sind jeweils in Grad Kelvin einzusetzen.
Die Exergie bezeichnet bei der Klimatisierung den Energieanteil der Antriebsenergie,
der im Prozess in Klimatisierungsleistung umgewandelt und letztendlich zur Abfuhr der
Kühllast genutzt werden kann. Die Abb. 9.4 zeigen den Energiestrom eines Klimatisie-