Solare Klimatisierung - Thermische Solarenergie: Grundlagen, Technologie, Anwendungen - page 664

kühllasten berücksichtigen müssen. In offenen Verfahren ist die entscheidende Zustands-
änderung zur Verringerung der Zuluftenthalpie der Wärmeaustausch über das Wärme-
rückgewinnungsrad. Denn im idealen Fall ist die Summe der Enthalpieänderungen von
Sorption und Verdunstung null (∆ h = 0). Lediglich am Rad erfolgt eine signifikante En-
thalpieänderung (vergl. Abb. 9.22 ). Unter Annahme dieses idealen Falls definiert sich die
Kühlleistung über die Enthalpieänderung:

˙ ˙

Q Kälte = ρ Luft · V · ( h 1 − h 5 ) = ˙ m · ( h 2 − h 3 ),

(9.28)

˙

in der ρ Luft die Dichte der Luft und

V den das System durchsetzenden Volumenstrom
darstellen. Zur Erhöhung der Kälteleistung wäre eine isotherme Sorption erheblich
günstiger als eine isenthalpe, da sie bereits bei der Sorption (1  2) einen deutlichen En-
thalpiesprung bewirkt (vergl. Abb. 9.22 ). Zur Bewertung der Leistung des SGK-Systems
kann man einen COP -Wert bezüglich der Kälte- ( COP Kälte ) wie auch der Klimaleistung
( COP Klima ) wie folgt definieren:

˙

= ˙

m zuluft
˙

· ( h U

h zuluft )
h reg

− V zuluft · ρ Luft

· ( h 1

− h 5 )

COP Kälte =

˙

m reg V reg · ρ Luft ( h 9 − h 8 )

˙

= ˙

m zuluft
˙

· ( h abluft

h zuluft )
h reg

− V zuluft · ρ Luft

· ( h 6

− h 5 )

COP Klima = (9.29)

˙

m reg ( h 9 − h 8 )

V reg · ρ Luft

in der der Index „ reg “ die Regenerationsluft bezeichnet und U für Umgebung steht. (Lavan
et al. 1982 ) diskutieren die Grundlagen zur Berechnung von COP Kälte in offenen Klimati-
sierungssystemen und führen diese mit Hilfe der Einführung von Carnot-Temperaturen
T* auf die Berechnungsform für reversible Kältemaschinen zurück. Hierzu werden cha-
rakteristische Temperaturen für Verdampfer, Kondensator und Generator bestimmt und
der SGK-Prozess auf eine Kältemaschine übertragen. Die Bestimmung der Carnot-Tem-
peraturen bildet hierbei die Transformationsvorschrift. Nach diesem Verfahren ergibt sich
folgender Zusammenhang:

= 1 − T Kondensator

h fortluft h abluft

−

T Generator
T Kondensator
T V erdampf er

COP Kälte mit T Kondensator

=

s fortluft s abluft

− 1

−

,

h reg , a u st rit t h reg , e int rit t h zuluft h U

− −

und T Generator , T Verdampfer

= =

s reg , a u st rit t s reg , e int rit t s zuluft s U

− −

(9.30)

in der s die spezifische Entropie darstellt.
Die in realen Anlagen bestimmten COP Klima -Werte fallen zumeist mit Werten um 0.5
eher niedrig aus. Ursache ist die hohe Enthalpiedifferenz im Regenerationsluftstrom. Ne-
ben der benötigten Antriebswärme hängt der Wert von COP Klima jedoch noch von weiteren
Parametern ab. Studien zum Sorptionsverhalten zeigen Maximalwerte von 0.85-1.05, die
bereits mit Silicagel als Sorbens erreicht werden können (Collier et al. 1986 ). Mit einem