Simulation Latentwärmespeicher

Projektergebnisse

Auf Grundlage der zu den Pillnitzer Versuchsgewächshäusern vorliegenden Informationen wurde durch das Bayrische Zentrum für Angewandte Energieforschung e. V. im Auftrag der LfL das Modell einer Gebäudesimulation erstellt und anhand von Realdaten der letzten Jahre evaluiert. Dieses Modell erlaubte auch die Simulation verschiedener Temperaturszenarien, wie sie für die verschiedenen Kulturen im Laufe des Jahres erforderlich sind. Das Modell lieferte taggenaue Informationen zum Heiz- bzw. Restkühlbedarf bei verschiedenen Kulturen bzw. Temperaturszenarien, wie sie für die Simulation des Einsatzes der Latentwärmespeicher benötigt wurden.
Die grundsätzlich als Latentwärmespeicher geeigneten Stoffe wurden hinsichtlich ihrer Eignung für die spezielle Verwendung gesichtet und bewertet. Neben physikalischen Eigenschaften, wie einer geeigneten Temperatur des Phasenübergangs, möglichst hoher Schmelzwärme und Wärmeleitfähigkeit sowie Zyklenfestigkeit, wurden auch technische Eigenschaften, Umweltrelevanz, Toxizität sowie Verfügbarkeit und Preis berücksichtigt. Als für den Einsatz in Gewächshäusern interessante Stoffgruppen wurden Paraffine und einige Salzhydrate herausgearbeitet.
Unter Berücksichtigung der realen Eigenschaften der Latentwärmespeicher (z.B. Schmelzbereich statt Schmelztemperatur) wurde der Einsatz von speziellen Paraffinen und von Kaliumfluorid Tetrahydrat mit dem Modell der Gebäudesimulation kalkuliert und auch betriebswirtschaftlich bewertet. Auf Grund der Trägheit der Wärmeübergänge erscheint dabei mindestens die Be- und Entladung des Latentwärmespeichers über einen Luftstrom erforderlich, was zusätzlichen technischen Aufwand und Kosten verursacht. Limitierend ist dabei auch, dass es nur an relativ wenigen Tagen im Jahr zur wirklichen Be- und Entladung des Latentspeichers kommt.
Kurz- und mittelfristig besteht keine Aussicht auf einfache Anwendbarkeit und Wirtschaftlichkeit von Latentwärmespeichern in einer größeren Anzahl von Gartenbaubetrieben, da mit den bisher zur Verfügung stehenden Lösungen

• die erwünschten Wärmespeichereffekte nur an einer relativ geringen Anzahl von Tagen im Frühjahr bzw. im Herbst zu erwarten sind,
• die gut untersuchen und unbedenklichen Paraffine zu teuer sind,
• die kostengünstigeren Salzhydrate bisher - einschließlich ihrer ökologischen Unbedenklichkeit - wenig untersucht wurden,
• die notwendige Festlegung auf einen bestimmten Latentwärmespeicher die Nutzungsmöglichkeiten eines Gewächshauses durch Festlegung auf einen engen Temperaturkorridor wesentlich einschränkt und
• eine Wirtschaftlichkeit allein aus der Einsparung von Heizenergie nicht zu erwarten ist, die Kühleffekte jedoch im Zierpflanzenbau wenig relevant sind.