Adiabatische Kühlung mit Kreislauf-Verbundsystem: Mehr Effizienz für weniger Geld
Ein Element dafür ist die betriebssichere GSWT-Technik (Gegenstrom-Schicht-Wärmetauscher) von SEW, die in Kombination mit der adiabatischen Kühlung eine deutliche Effizienzsteigerung in Form einer indirekt adiabatischen Verdunstungskühlung (IAVK) ermöglicht. Die adiabatische Kühlung nutzt den natürlichen Verdunstungsprozess, um die Lufttemperatur zu senken. Dabei wird Wasser in den Luftstrom eingebracht, welches von der Luft durch Verdunstung aufgenommen wird. Da zur Aufnahme des Wassers Energie benötigt wird, kühlt sich die Luft entsprechend ab, wie bei einsetzendem Regen an einem warmen Sommertag. Den Kühleffekt verdeutlicht das Verdunsten von Wasser auf der Haut.
Nutzung in der Raumlufttechnik
Im Sommer muss die heiße Außenluft meist stark gekühlt werden. Zur Reduzierung der Kühlleistung sollte hier eine adiabatische Kühlung mit einem Wärmerückgewinnungssystem kombiniert werden. Im Kühlbetrieb wird die abzuführende Raumabluft befeuchtet und adiabatisch gekühlt. Über das Wärmerückgewinnungssystem wird die Kälte von der Abluft auf die Zuluft übertragen. Da nicht die Zuluft direkt adiabatisch gekühlt wird, handelt es sich hier um die „indirekt adiabatische Verdunstungskühlung“ (IAVK). Bei Außentemperaturen von 34 °C sind Zulufttemperaturen von ca. 24 °C erzielbar. Daher ist ein effizientes Kreislaufverbundsystem hierfür gut geeignet, da es eine hohe Temperaturübertragung ermöglicht und keine Feuchte überträgt.
Oberflächenbefeuchter ohne Aerosolbildung
Die adiabatische Befeuchtung kann auf unterschiedliche Weisen erfolgen. Um keine Aerosole zu bilden, setzt das GSWT-System auf einen Oberflächenbefeuchter, bei dem das Wasser auf der Oberfläche des Befeuchters entlang rieselt, die entlang strömende Luft die Feuchtigkeit aufnimmt und sich dabei adiabatisch abkühlt.
Die Befeuchtung kann z. B. direkt mit dem Wasser aus der Wasserleitung erfolgen und spart somit eine Wasseraufbereitungsanlage sowie eine Zulaufpumpe ein.
So funktioniert die GSWT-Technik
Die GSWT-Technik ist ein Kreislaufverbundsystem und ermöglicht eine effiziente Wärme- und Kälterückgewinnung. Außerdem besteht das System aus einzeln absperrbaren Schichten und erreicht so eine hohe Betriebssicherheit. Die Vorkühlung der Zuluft erfolgt dauerhaft. Insgesamt hat die Technik eine Reihe von Vorteilen:
- Energieeinsparung: Durch Rückwärmzahlen von bis zu 80 Prozent wird ein Großteil der Kälte von der adiabatisch gekühlten Abluft auf die Zuluft übertragen. Es handelt sich dabei um die sogenannte „indirekte adiabatische Verdunstungskühlung“ (IAVK), die viel Kälteenergie einspart.
- Leistungseinsparung: durch die hohe Betriebssicherheit lässt sich die eingesparte Kälteleistung bei der Auslegung der Kältetechnik berücksichtigen, sodass die Kältetechnik deutlich kleiner ausgelegt werden kann. Damit können gleichzeitig auch die Rückkühltechnik sowie die Elektroanschlussleistung kleiner ausfallen.
- Keim- und schadstofffreie Übertragung: Durch die Bauweise des GSWT-Systems wird eine Übertragung von Keimen und Schadstoffen ausgeschlossen, was vor allem in sensiblen Bereichen wie Krankenhäusern, Laboren etc. von wichtiger Bedeutung ist.
Vorsorge für heißere Sommer
Wenn an extrem heißen Tagen die Außentemperatur über der Auslegungstemperatur der Kältetechnik liegt, würde bei herkömmlicher Kühlung über eine mechanische Kälteerzeugung die Kühlwirkung an ihre Grenzen stoßen und die Temperatur im Gebäude ansteigen.
Bei der indirekt adiabatischen Verdunstungskühlung (IAVK) hingegen wird ca. 75 Prozent der über der Auslegungstemperatur liegenden Außentemperatur reduziert und somit ein zusätzlicher Schutz gegen die immer heißer werdenden Sommertage erzielt. Die IAVK ist nachrüstbar und ermöglicht eine hydraulische Einsparung zusätzlicher Kälteleistung und -quellen.
Anwendungsbereich und Vorteile
Die indirekte adiabatische Verdunstungskühlung eignet sich für alle Gebäude, die im Sommer gekühlt werden sollen. Sie eröffnet ein großes Potenzial zur Senkung der Energiekosten. Die Vorteile dieser Technik gehen über die reinen Energieeinsparungen hinaus: Durch die Reduzierung des Kühlbedarfs und den reduzierten Einsatz mechanischer Kälteerzeugung werden hohe Investitionskosten in Kälte-, Rückkühl- und Elektrotechnik eingespart.
Die Kombination von adiabatischer Kühlung und der GSWT-Technik ermöglicht in der Klimatechnik eine signifikante Senkung der Investitions- und Betriebskosten sowie eine Verbesserung der Energieeffizienz. Außerdem hilft die Technik auch dabei, den CO2-Ausstoß in Gebäuden zu reduzieren. Die Effizienz von Klimaanlage kann gesteigert werden.
Jörn Eßmeyer ist Geschäftsführer SEW. www.sew-kempen.de
