Kälte der Zukunft – Optimierte Auslegung von Kältezentralen unter spezieller Berücksichtigung der Abwärmenutzung am Beispiel der Stadt Wien

Die Entwicklung der letzten Jahre zeigt, dass der Kühlenergiebedarf in Europa und auch in Ös-terreich kontinuierlich steigen wird. Dies liegt einerseits an dem erhöhten Bedarf an Komfort für Eigenheim, Büro und Geschäft sowie an dem steigenden Anteil der „inneren Erwärmung“ von Gebäuden durch technisches Equipment wie beispielsweise Fernseher, Computer, Drucker oder Kopierer und andererseits auch an der zunehmend spürbaren Klimaerwärmung. Eine weitere Erhöhung des Kühlenergiebedarfes ergibt sich durch neue Architekturmodelle (Glasfassaden), welche bei entsprechender Sonneneinstrahlung trotz niedriger Außentemperaturen gekühlt wer-den müssen. Um den rasch zunehmenden Kühlenergiebedarf in Zukunft abdecken zu können, sind innovative Kälteerzeugungskonzepte auf Basis von Fernkältesystemen mit hocheffizienten Kältezentralen erforderlich. Im Rahmen des beantragten Projektes sollen standardisierte Auslegungsmethoden sowie ent-sprechende EDV-gestützte Auslegungswerkzeuge für eine optimierte Dimensionierung von Käl-tezentralen unter spezieller Berücksichtigung einer Abwärmenutzung entwickelt werden. Dabei werden neben einer bestmöglichen Abwärmenutzung mittels Absorptionskältemaschinen insbe-sondere auch unterschiedliche Rahmen- und Standortbedingungen, verschiedene Rückkühltech-nologien, die Integration von Free-Cooling Anwendungen und intelligente Kältespeicherkonzepte zur Reduktion von Lastspitzen untersucht und in die Auslegungswerkzeuge integriert. Als erster Schritt werden potentielle Großkälteabnehmer identifiziert und deren Kältebedarf, Kaltwasser-temperaturen und weitere technische Daten hinsichtlich einer abnehmerseitigen Optimierung der Kaltwassertemperaturen zur Effizienzsteigerung der Kälteerzeugung erhoben. Weitere Ar-beitspakete umfassen die Evaluierung von Kältemaschinen- und Rückkühltechnologien sowie deren Verfügbarkeit und technischen Daten als Basis für die weitere Anlagenkonzeption. Bei der Anlagenkonzeption wird besonders auf die Optimierung der Energieeffizienz der Gesamtanlage durch die Einbindung von Free-Cooling Anwendungen, die Integration von Kältespeicherkonzep-ten und intelligenten Regelungskonzepten sowie auf die größtmögliche Substitution von elektri-scher Antriebsenergie durch die Nutzung von Abwärme, welche über das bestehende Fernwär-menetz bereitgestellt wird, geachtet. Durch die höhere Auslastung des Fernwärmenetzes in den Sommermonaten ergeben sich weiters Vorteile in Form von geringeren spezifischen Netzverlus-ten und höheren Jahresnutzungsgraden der ins Netz einspeisenden KWK-Anlagen. Ziel des Projektes ist es, Konzepte zu entwickeln, um zukünftig eine ressourcenschonende und CO2-arme Kälteerzeugung unter besonderer Berücksichtigung einer Effizienzoptimierung sowie der Nutzung von „Grüner Wärme“ und Abwärme sicherzustellen. Die Ergebnisse des Projektes sollen zur Konzeption konkreter Umsetzungsprojekte eingesetzt werden, sodass in weiterer Fol-ge das optimierte Konzept „Kältezentrale der Zukunft“ in Form von Demonstrationsprojekten realisiert werden kann. Dies könnte entsprechend den derzeitigen Ausbauplänen der Fernwärme Wien GmbH die zweite Ausbaustufe der Kältezentrale Spittelau oder die Errichtung einer zusätz-lichen Kältezentrale in einem Leistungsbereich zwischen 5 und 20 MW Kälteleistung sein. Die im beantragten Projekt entwickelten Methoden und Konzepte für Kältezentralen der Zukunft sind sowohl für Kältezentralen in Fernkältesystemen als auch für lokale Kältezentralen zur Versor-gung einzelner Großabnehmer und auch für den Um- und Ausbau bzw. die Modernisierung be-stehender Kältezentralen geeignet. Für die Ergebnisse dieses Projektes sind Veröffentlichungen bei Fachkongressen und in Fachzeitschriften geplant. Insbesondere in diesem Projekt erstellte Auslegungskriterien für optimierte Kältezentralen könnten in Form von Richtlinien und Effizienz-kriterien für zukünftige Kältezentralen wegweisend und somit allgemein von großem Nutzen sein.