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28.11.2014 | Bauphysik | Schwerpunkt | Online-Artikel

Flächenkühlsystem als Alternative zu Klimaanlagen

verfasst von: Christoph Berger

2:30 Min. Lesedauer

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Wissenschaftler eines Fraunhofer-Instituts haben eine Alternative zu Klimaanlagen entwickelt – zum einen, um das Raumklima und die Raumatmosphäre zu verbessern, zum anderen, um die Energieverbräuche zu senken.

Wissenschaftler am Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP haben mit dem Klimabrunnen eine Alternative zu handelsüblichen Klimaanlagen entwickelt. Dabei handelt es sich um ein Flächenkühlsystem, das Strahlungstemperaturen ausgleicht, die Luft auf natürliche Weise kühlt, entfeuchtet und gleichzeitig noch Staub und Pollen bindet.

Dabei wird einer im Raum stehenden vertikalen Fläche exakt so viel Wasser oder Kühlflüssigkeit zugeführt, dass sich ein gleichmäßiger Flüssigkeitsfilm bildet. Wie bei einer Kühldecke wird die Temperatur der Kühlflüssigkeit durch ein Kühlaggregat außerhalb des Raumes gesteuert – mit dem Unterschied: Der Klimabrunnen kann problemlos Temperaturen unterhalb des Taupunktes fahren und schafft damit eine angenehme Strahlungskälte.

Kondensation der Raumluftfeuchte

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Liegt die Temperatur des Wasserfilms unter der Taupunkttemperatur der Raumluft, kondensiert die Raumluftfeuchte an dem Wasserfilm und wird mit ihm in das Auffangbecken abgeführt, wo das überschüssige Wasser aus dem Kühlkreis abfließen und bei Bedarf in einem separaten Auffangbecken gesammelt werden kann. Es kann dann zum Beispiel für die Gartenbewässerung genutzt werden.

Da die meisten Luftverunreinigungen und Staubpartikel zudem an die Wassermoleküle gebunden sind, werden diese durch den Klimabrunnen aus der Luft gefiltert und mit der Flüssigkeit abgeführt. Dadurch entsteht ein natürlicher Luftsäuberungseffekt.

Klimabrunnen hat vergleichsweise geringen Energieverbrauch

Die Wissenschaftler geben an, dass zwar auch großflächige Kühlelemente, wie beispielsweise Kühldecken, Räumen Wärme entziehen und weder Geräusche noch Zugluft verursachen. Allerdings könne die Temperatur an der Oberfläche einer Kühldecke nicht beliebig heruntergefahren werden. Vielmehr müsse sie immer so weit über dem Taupunkt der Raumluft liegen, dass die Oberflächenfeuchte unter 80 Prozent relativer Feuchte bleibe. Andernfalls könne es zur Schimmelpilzbildung kommen.

Weitere Vorteile des Klimabrunnens seien die im Gegensatz zu konventionellen Techniken vergleichsweise geringen Energieverbräuche und die Reduzierung der Kohlendioxidproduktion. Durch den langwelligen Strahlungsaustausch mit der gekühlten Oberfläche des Klimabrunnens würden selbst höhere Lufttemperaturen als genauso angenehm empfunden wie bei herkömmlichen Klimaanlagen. Somit müssten beim Klimabrunnen geringere Temperaturunterschiede zwischen Innenraum und Außenluft ausgeglichen werden, was zu erheblichen Energieeinsparungen beitrage.

Raumklima unterstützt oder hemmt die Leistung

Die Erfindung des IBP ist eine Reaktion auf die Beeinträchtigungen durch das Raumklima. Laut dem Institut hätte eine Studie ergeben, dass sich knapp 40 Prozent der Befragten durch schlechte Belüftung und Klimaanlagen beeinträchtigt fühlen. Nach eigenen Angaben würden sich so – je nach Raumtemperatur – Leistungsabfälle auf unter 60 Prozent feststellen lassen.

Im Kapitel „Raumklima“ des Springer-Fachbuchs „Auf dem Weg zum Nullemissionsgebäude“ heißt es dazu: „Die klimatechnische Aufgabenstellung für Gebäude besteht darin, in dessen Räumen ein gewünschtes, benötigtes oder gefordertes Raumklima mit größtmöglicher Energieeffizienz zu schaffen und einzuhalten.“

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