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Wirkungsprinzip der Verdampfungskühlung

Die Kühlung wird durch die Umwandlung von Energie/Wärme während der Verdampfung, wozu der Übergang der fühlbaren Wärme in latente Wärme genutzt wird. Diese Umwandlung hängt mit der höhen spezifischen Wasserverdampfungswärme, da Wasser die Energie direkt aus der Luft entnimmt und dadurch die Kühlung der Luft bewirkt. Verglichen mit der Kühlung durch Kompression, bei der die Kühlung mechanisch (durch Gaskompression) erfolgt, liegen die Kosten der Verdampfungsprozesse um 90 % unterhalb der konventionellen Klimatisierung (mit Kompressor-Klimageräten).

Mechanik der Anlagen

Das Leitungswasser wird in den unteren, als offener Wassertank ausgeführten Teil der Verdunstungsklimaanlage geleitet. Von dort wird es in den oberen Teil des Gerätes mittels einer Umwälzpumpe gepumpt. Anschließend wird das Wasser auf die Zellulose-Kartuschen durch das Wasserverteilungssystem verteilt, wodurch ein konstanter Wasserstrom in den Kartuschen gewährleistet ist.

Die Kartuschen werden getränkt und das eingesaugte Wasser wird durch den Luftstrom verdampft, wodurch die Luft gekühlt wird. Die gekühlte Luft wird nun innerhalb des Gebäudes durch ein Gebläse zur Lüftung und Kühlung verteilt.

Das Verdampfungsklimagerät braucht lediglich einen Wasser- und Stromanschluss.

Erzielbare Temperaturen

Je höher die Außentemperatur und je niedriger die Feuchtigkeit, umso höher fällt der Kühlungseffekt aus. (Siehe Diagramm) Am wärmsten Tag des mitteleuropäischen Klimas kann dieser Prozess eine Abkühlung von bis zu 15 °C erzielen. In den in Polen vorherrschenden Witterungsbedingungen beträgt die Temperatur der aus dem Verdampfungsklimagerät austretenden Luft in der Regel 22 °C. Damit ist eine hervorragende Klimakühlung gewährleistet, die den Anforderungen der meisten Gebäude genügt.

Feuchtigkeit

Durch die Nutzung der evaporativen Klimatisierung kann an einen heißen Sommertag das Gefühl eines April-Tages gezaubert werden. Sind in diesem Gebäude keine Feuchtigkeitsprobleme im April zu verzeichnen, so sind diese auch im Sommer nicht zu erwarten. Hat die Feuchtigkeit eine wesentliche Bedeutung, kann das maximale Feuchtigkeitsniveau durch den Einbau von Humidostaten automatisch abgesenkt werden.

Wann ist die Verdampfungskühlung anzuwenden

Die Lüftungssysteme können die Klimakühlung im überwiegenden Teil eines Jahres gewährleisten. Während andauernder Hochtemperaturperioden sind diese Systeme nicht in der Lage, die Innentemperatur unterhalb von 25 °C zu halten. In diesen Situationen kommt die Verdampfungskühlung zum Einsatz. Die Nutzung der evaporativen Kühlung als integrierten Bestandteils einer ausgewogenen Lüftungsanlage bedeutet, dass die Temperatur im Gebäude selbst an sehr heißen Tagen kontrolliert werden kann.

Warum sind die Betriebskosten dieses Systems günstiger als Klimatisierungskosten?

Die meisten Nutzer werden durch die Wirtschaftlichkeit des Betriebs einer Verdampfungskühlungsanlage überrascht sein. Die Verringerung des Energieverbrauchs um 90 % verglichen mit einem konventionellen Klimagerät scheint viel zu optimistisch zu sein. Dies ist jedoch möglich, da es in Polen die meiste Zeit einfach kalt ist! Wozu die Klimaanlage starten, wenn die Außentemperatur 10 °C beträgt? In einem modernen, gut isolierten und luftdichten Gebäude läuft die Klimaanlage nahezu ununterbrochen, selbst bei geringem Publikumsverkehr. Dabei ist es ausreichend, das Gebäude mit der Außenluft zu versorgen, um die Kühlung über das ganze Jahr zu gewährleisten. Durch die Nutzung eines Steuerungssystems zur Minimierung des Energieverbrauchs durch die mit der Verdampfungskühlung gekoppelten Gebläse kann die erforderliche Luftströmungsgeschwindigkeit relativ niedrig gehalten werden. Der einzige bedeutende Energieaufwand entsteht, wenn das Gebläse die Luftmassen bewegt. In Polen bewältigt ein Verdampfungskühlungssystem mit einer Leistung von 1 kW für gewöhnlich eine Last von bis zu 30 kW.

Betriebsweise

Die Wirkung einer Evaporationsanlage hängt von der Lufttemperatur und der relativen Luftfeuchtigkeit ab. Höhere Temperaturen in Verbindung mit einer niedrigen relativen Luftfeuchtigkeit verstärken den Kühlungseffekt.

Während der Hitzeperioden übersteigt die Lufttemperatur in Polen oft 30 °C, wobei die relative Luftfeuchtigkeit unterhalb von 40 % fällt. Nach dem Passieren der Kartuschen kühlt die Luft in der Regel auf 21 °C ab. Nachts ist der Kühlungseffekt geringer, weil die Temperatur fällt und die Luftfeuchtigkeit gleichzeitig steigt.

An kühlen Tagen arbeitet die Verdampfungsklimaanlage im Lüftungsmodus und an heißen Tagen in Kühlungsmodus. Eine standardmäßig vorhandene intelligente Steuerung kann die Gebläsedrehzahl automatisch einstellen, um den Energieverbrauch auf ein Minimum zu beschränken.

Optimale Komfortbedingungen für den Menschen

Ein Verdunstungskühler senkt die Temperatur und erhöht den Luftdurchsatz, steigert jedoch gleichzeitig die Luftfeuchtigkeit. Dabei übersteigt die Wirkung der Temperatursenkung die Feuchtigkeitszunahme deutlich. Jeder zusätzliche Luftdurchsatz erhöht das Komfortempfingen weiter.

Die nachfolgende Grafik zeigt die optimalen Bedingungen für den Menschen. Mithilfe unserer Verdampfungsklimageräte können diese Bedingungen zu sehr geringen Kosten erzielt werden. Gewöhnlich liegen die Lufttemperatur und die Luftfeuchtigkeit im Gebäude beim Betrieb des Verdampfungsklimageräts entsprechend bei 21 °C und 60 %. Damit liegen wir am Ende des Wärmekomfortempfindens.

Unter entsprechenden Bedingungen kann die psychische und körperliche Leistungsfähigkeit des Menschen maximiert werden.