Kühlkreislauf mit passiver Kälteerzeugung durch Strahlungskühlung
Das Experimentiergebäude des ZAE Bayern in Würzburg enthält einen Kühlwasserkreislauf zur Kühlung von Apparaturen sowie von Laborräumen mittels Kühldecken. Die Kälteerzeugung erfolgte vorher konventionell mit einer Kompressionskältemaschine mit entsprechend hohem Primärenergieverbrauch. In diesem Projekt wurde das Konzept der passiven Kälteerzeugung durch Strahlungskühlung getestet: Ziel ist die Nutzung von Regenwasser in einer Zisterne als Kalt-(Kühl-)wasser für Kühlzwecke und Rückkühlung des Regenwassers durch natürliche Abkühlung (Wärmeabstrahlung, Konvektion, Verdunstung) auf flach geneigten Dächern. Für diese "passive Kühlung" ist keine Leistung erforderlich, lediglich mechanische Leistung zum Transport des Regenwassers von der Zisterne auf das Dach. Eine Zisterne dient als Kühlwasserspeicher. Zur Rückkühlung wird das Zisternenwasser nachts über das Dach geleitet, wo über Wärmestrahlung, Verdunstung und Konvektion eine passive Abkühlung erfolgt. Die energieaufwändige Kältemaschine kann somit entfallen. Das Zisternenwasser kann auch als Brauchwasser verwendet werden.
Eckdaten zur Maßnahme
Maßnahmenträger
Kooperationspartner
Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU) (Auftraggeber), Zent-Frenger Gesellschaft für Gebäudetechnik mbH, DS-Plan Ingenieurgesellschaft für ganzheitliche Bauberatung und Generalfachplanung mbH
Dauer und Finanzierung
Dauer
Beginn der Umsetzung
Wie hoch waren die (geschätzten) Kosten für die Umsetzung?
84.363,16 (Gesamtsumme des Forschungsprojektes)
Fördermittel der DBU
Weiterführende Links
Links zur Maßnahme
Beteiligung
Welche weiteren Personengruppen wurden an der Planung oder Umsetzung der Maßnahme beteiligt?
"Konzeption: - Mitarbeiter des ZAE Bayern (Physiker) - Architekt: die Errichtung einer Zisterne ist eine ""kleine Baumaßnahme"" (Planung, Genehmigung durch Entwässerungsbehörde erforderlich,...) Ausführung: - Installationsfirma"
Erfolge
Welche Erfolge wurden bis jetzt mit der Maßnahme erreicht?
Das Konzept der passiven Kühlung hat sich bewährt. Es sollte in weiteren Anlagen getestet werden. Dabei sollte auf kostengünstige, aber solide Anlagentechnik geachtet werden. Zur Optimierung der Güteziffer sollten Pumpen mit gutem Wirkungsgrad eingesetzt werden. Um die Investitionskosten zu senken, sollten Synergieeffekte genutzt werden: z. B. Nutzung der Zisterne als Kältespeicher und als Grauwasserspeicher, Nutzung von vorhandenen Wasserspeichern (Feuerlöschteiche, Sprinkleranlagen,...). Die passive Kühlung ist um so effizienter, je höher die Temperatur des Kühlwassers sein darf. Daher sollte nicht nur an (Büro-)Gebäudekühlung gedacht werden.
Hat die Maßnahme positive Nebeneffekte?
- Ja, Klimaschutz: Einsparung von Treibhausgasemissionen oder Entfernung von Treibhausgasen aus der Atmosphäre
- Ja, Natur-, Umwelt- und Ressourcenschutz: z. B. Erhaltung der biologischen Vielfalt, Luftreinhaltung, Gewässerschutz, Ressourceneinsparung
- Ja, wirtschaftliche Leistungsfähigkeit: z. B. Innovation, Erhöhung der Wettbewerbsfähigkeit von Unternehmen oder Regionen
Reduktion von Treibhausgasemissionen und Energiekosten durch geringeren Energieverbrauch bei der Kühlung
Schutz von Wasserressourcen durch die doppelte Nutzung des Zisternenwassers als Kühl- und Brauchwasser
Hindernisse
Welche Hindernisse gab es während der Umsetzung?
Umwälzpumpen wurden in Schächten neben der Zisterne installiert, um zu vermeiden, dass die Pumpenabwärme ebenfalls als Kühllast in die Zisterne eingetragen wird, was bei Verwendung von Tauchpumpen der Fall wäre. Dies führte jedoch mehrfach zu Wasserschäden (aufgrund schlechter Verbindungsleitungen) und längeren Betriebsunterbrechungen. Es ist daher unbedingt darauf zu achten, die Anlagentechnik absolut wasserfest auszuführen. Die Technik ist für Neubauten geeignet.
Ansprechperson
Dr. Dietrich Büttner
ZAE BAYERN
Am Hubland
97074 Würzburg
DeutschlandAbteilung Abteilung 2: Funktionsmaterialien der Energietechnik
Telefonnummer0931-70564-41
Ort der Umsetzung
Am Hubland
97074 Würzburg
DeutschlandWürzburg Städte
