Regenerative Kälteerzeugung mittels indirekter Verdunstungskühlung in RLT Anlagen

Energieeinsparung bei der Gebäudeklimatisierung nach DIN V 18599 und EEWärmeG

Dipl.-Ing. (FH) Christian Bremer

Energiepolitische Rahmenbedingungen:
Die EU-Gebäuderichtlinie EPBD zielt auf die Verbesserung der Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden innerhalb der Europäischen Union ab, unter Berücksichtigung der jeweiligen klimatischen und lokalen Bedingungen sowie den jeweiligen Anforderungen an das Innenraumklima und der Kosteneffizienz. Dadurch werden sich zukünftig die Planungen von RLT-Anlagen im Vergleich zu heute spürbar ändern.

Effizienter Gebäudekühlung kommt dabei eine wesentliche Bedeutung zu.
Nationale Umsetzungen der EPBD im Bereich der Gebäudetechnik sind in Deutschland die Energieeinsparverordnung EnEV, die DIN V 18599 zur energetischen Bewertung von Gebäuden sowie das Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz EEWärmeG. Dort werden regulatorische Anforderungen an den sparsamen Umgang mit Energie im Gebäudesektor und den Einsatz erneuerbarer Energien bei der Gebäudeklimatisierung definiert.

Indirekte Verdunstungskühlung in RLT-Anlagen
Eine Möglichkeit zur Erzeugung regenerativer Kälteleistung ist die indirekte Verdunstungskühlung in RLT-Anlagen. Der Beitrag zeigt das energetische Potential dieser Effizienzmaßnahme auf. Im Jahresverlauf somit erzielbare regenerative Anteile werden mittels einer beispielhaften Simulationsrechnung auf Basis von exemplarischen Anlagenparametern und meteorologischen Standortdaten ermittelt und dargestellt.

Prinzip der Indirekten Verdunstungskühlung
Die Reduzierung der Leistung und des Strombedarfs einer Kältemaschine für die mechanische Kälteerzeugung durch die indirekte Verdunstungskühlung beruht auf dem thermodynamischen Effekt, dass Luft abkühlt, wenn sie durch die Verdunstung von Wasser befeuchtet wird. Die für den Phasenwechsel des Wassers benötigte Verdampfungswärme wird dabei der Luft entzogen und bewirkt die erzielte Abkühlung.

Einflussfaktoren auf den erreichbaren Kühleffekt
Bei der indirekten Verdunstungskühlung erfolgt diese Wasserverdunstung auf der Abluftseite eines RLT-Gerätes, wodurch warme Außenluft über eine nachfolgende Wärmerückgewinnung gekühlt wird. Die erzielbare Abkühlung der Außenluft ist somit von der verdunsteten Wassermenge auf der Abluftseite und der Bauart sowie dem Wirkungsgrad der eingesetzten Wärmerückgewinnung abhängig. Die Abluft kann dabei bis nahe der Sättigung befeuchtet werden, ohne dass ein Feuchteanstieg in der Zuluft auftritt. Neben der Luftgeschwindigkeit, mit welcher der Verdunstungskühler durchströmt wird, hängt die verdunstete Wassermenge und somit die erreichte Abkühlung von dem Luftzustand ab, mit der die Abluft in den Verdunstungskühler eintritt. Ausschlaggebend sind dabei: […]