Leistungsstarke Verdunstungskühlung
Eine neue Technologie zur Optimierung der indirekten „adiabaten“ Verdunstungskühlung hat die Menerga GmbH entwickelt und dafür europaweit das Patent erhalten. Im Zentrum steht dabei die Vorkühlung der Abluft vor dem Wärmeübertrager, wodurch die Effizienz des natürlichen Kühlprozesses auf nahezu 100 Prozent erhöht wird. Auf diese Weise kann die Außenlufttemperatur ohne weiteren Energieeinsatz um zusätzliche 2 K abgesenkt und die Zuluft bei Standard-Auslegungsbedingungen auf 18 °C temperiert werden. Dies bedeutet eine Steigerung der Kühlleistung um bis zu 33 Prozent unter Berücksichtigung einer mittleren Raumtemperatur von 26 °C. Durch die Integration der Abluftvorkühlung können die mit einem Gegenstrom-Plattenwärmeübertrager ausgestatteten Adconair Zentralklimageräte die Außenluft insgesamt um mehr als 16 K abkühlen und werden so zu einer vollwertigen, energiesparenden Alternative zu konventionellen Anlagen. Die neue Technologie wird vom Mülheimer Lüftungs- und Klimatechnikhersteller ab Frühjahr 2014 als Option angeboten.
„Mit der Abluftvorkühlung stoßen wir in eine neue Leistungsdimension der ‚adiabaten‘ Verdunstungskühlung vor. Die Temperaturabsenkung von 16 K ist hier bisher unerreicht und stellt einen neuen Rekord dar. Abgesehen von einer eventuell notwendigen Entfeuchtung gibt es jetzt keinen Grund mehr, auf die energiesparende, natürliche Verdunstungskühlung zu verzichten“, erläutert Geschäftsführer Dr. Christian Hennerkes. „Wir gehen davon aus, dass durch die Abluftvorkühlung gerade in Regionen mit geringer Luftfeuchtigkeit keine zusätzliche Kompressionskälte mehr benötigt wird. Aufgrund des entsprechend geringen Stromverbrauchs eignet sich die Technologie hier hervorragend für Passivhausgebäude. Zudem erweitert sich der Einsatzbereich der ‚adiabaten‘ Verdunstungskühlung, da wir so auch thermisch hoch belastete Räume mit Ablufttemperaturen von bis zu 30 °C effektiv kühlen können.“
Das Patent bezieht sich auf ein System zur „adiabaten“ Verdunstungskühlung, bei dem Sprühdüsen die Abluft direkt im Plattenwärmeübertrager befeuchten. Dabei wird das nicht verdunstende Wasser in einer Wanne aufgefangen und zu den Sprühdüsen zurückgeführt. Aus diesem Kreislauf wird nun Wasser abgezweigt und zur Kühlung der Abluft verwendet, bevor diese in den Rekuperator einströmt und befeuchtet wird. In der Folge der Vorkühlung sinkt die Feuchtkugeltemperatur, wodurch sich die Leistungsfähigkeit der Verdunstungskühlung deutlich erhöht. Unter Standard-Auslegungsbedingungen wird auf diese Weise eine Zulufttemperatur erreicht, die der Feuchtkugeltemperatur der Abluft entspricht. Dies führt zu einem Wirkungsgrad der „adiabaten“ Verdunstungskühlung von nahezu 100 Prozent.
Bevor das Wasser nach der Vorkühlung in den Kreislauf zurückkehren kann, muss es die der Abluft entzogene Wärme wieder abgeben. Das Patent sieht hier zwei Möglichkeiten vor, um diese in Form von Wasserdampf latent im Fortluftstrom aufzunehmen und nach draußen zu befördern. Einerseits kann das Wasser bei konventionellen Wärmerückgewinnungssystemen über ein oberhalb des Rekuperators angeordnetes Verdunstungselement verrieselt werden. Alternativ ist es mit einem Gegenstrom-Plattenwärmeübertrager sogar möglich, das erwärmte Wasser direkt im Rekuperator zu versprühen. Hier lässt sich die große Wärmeübertragungsfläche auf der Außenluft-/Fortluftseite als Verdunstungselement nutzen, so dass keine zusätzlichen Druckverluste im Fortluftweg entstehen. Dementsprechend wird das Mülheimer Unternehmen diese Lösung auch bei den Adconair Zentralklimageräten einsetzen.
Menerga GmbH, www.menerga.com
