Gebäudetechnische Anlagen

Kälte

Durch geschickte Anlagenplanung und die Integration verschiedener Verbraucher kann überschüssige Energie vielseitig genutzt und der Energiebedarf optimiert werden. In diesem Sinne dient eine Kältemaschine nicht allein der Kühlung der Räume, ihre Abwärme wird auch für die Heizung verwendet.

Tino Paregis

Kältetechniker bei Schmidhammer

Wenn uns heiß ist, schwitzen wir. Die Temperatur des Schweißes ist jedoch dieselbe wie die des Körpers. Der Schweiß kann den Körper folglich nicht kühlen wie kaltes Wasser aus dem Wasserhahn. Kühlung geschieht vielmehr durch Verdunstung, dem Übergang des Aggregatzustandes von flüssig zu gasförmig.

Nichts anderes passiert in einer Kälteanlage – allerdings in einem geschlossenen Kreislauf. Ein unter hohem Druck stehendes flüssiges Kältemittel wird durch eine kleine Düse (Drosselventil) auf niedrigen Druck gebracht und verdunstet (Verdampfer). Dabei wird der Umgebung Energie in Form von Wärme entzogen, sie kühlt ab. Das verdunstete Kältemittel wird angesaugt und verdichtet (Verdichter). Nun steht es wieder unter hohem Druck, ist aber viel heißer als die Umgebungstemperatur. Deshalb gibt es die gespeicherte Energie an die Luft ab und verflüssigt sich (Verflüssiger). Der Kreislauf beginnt von Neuem.

Die Kompressions-Kältemaschine kann mit Ammoniak, Kohlendioxid, Kohlenwasserstoff oder Fluorkohlenwasserstoff als Kältemittel betrieben werden.

Kälte
Kälte
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Sorgfältige Planung

Kälteanlagen sollten immer gut geplant werden, da Kälteenergie durchschnittlich dreimal so teuer ist wie Wärmeenergie.

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Tiefste Temperatur

Die tiefste jemals gemessene Temperatur beträgt 100 Pikokelvin. Durch den Einsatz von Magnet- und Laserkühlung wurde nahezu jegliche Bewegung des Gases eingeschränkt.

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Heiß und kalt

Das eine kann nicht ohne das andere. Das Prinzip der Kälteerzeugung beruht darauf, dass Prozesswärme entzogen und an die Umgebung abgegeben wird.

Um die Abwärme für die Heizung von Räumlichkeiten verfügbar zu machen, bietet sich die Ergänzung der Kälteanlage mit einer Wärmepumpe an. Die Wärmepumpe stellt eine umgekehrte Kompressionskältemaschine dar, welche es erlaubt, das Temperaturniveau der zugeführten Wärmequelle zu erhöhen. Die so entstehende Niedrigtemperatur erzeugt in modernen Heiz-Kühldecken und Fußbodenheizungen angenehme Strahlungswärme ohne Zugluft.

Bei Industrieanlagen besteht zudem die Möglichkeit, abgearbeiteten Überdruckdampf für die Kälteerzeugung zu nutzen. Allerdings ist diese Kühlenergie weniger kalt als die Industriekälte. Verwendet werden dafür spezielle Sorptionskältemaschinen, die je nach Batchbetrieb abwechselnd Heiß- und Kühlphasen durchlaufen. Die Restwärme im Sattdampf dient zum Ausheizen der Sorptionsmittel. Durch die strikte Trennung in Heiß- und Kühlphase eignen sich Speicher dieser Art als Puffer für Kühlenergie zur Gebäudekühlung.

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