FKT-Online-Seminar: Die Zukunft des Kühlens
Für einen effizienten Gebäudebetrieb müssen Heiz- und Kühlbedarfe als Gesamtkonzept gedacht und Anlagen physikalisch so verknüpft werden, dass jegliche Wärme- oder Kälteenergien optimal genutzt werden. Ein MRT zum Beispiel liefert Abwärme in einem ähnlichen Temperaturbereich wie die von einer Erdwärmesonde gewonnene Wärme.
Kühlanlagen werden immer effizienter. Doch auch der absolute Kühlbedarf steigt. Zurückzuführen ist das nicht nur auf den Klimawandel, der schon jetzt zu einer Verdopplung der Sommertage geführt hat. Die rasch wachsende Verbauung heizt uns vor allem in Ballungsräumen zusätzlich ein. Im Krankenhaus kommen dazu noch eine Menge Abwärme produzierender Geräte, die überdies gekühlt werden müssen.
Synergien ermitteln und ausschöpfen
Legt man die typischen Wärmebedarfe einer Gesundheitseinrichtung aus Heizkörpern, Konvektoren oder Klimadecken, Warmwasser und Lufterwärmung, … im chronologischen Verlauf als Flussdiagramm über den typischen Kühlbedarf von Umluftkühlern, Kühlräumen, Luftkühlung und Entfeuchtung, EDV, MRT, MRI oder Autoklavenkühlung, … ergibt sich eine Schnittmenge, die einen ansehnlichen Synergiebereich definiert. Den gelte es umfassend zu nutzen, erklärte Oliver Sugden vom Oldenburger Ingenieurbüro Ahrens beim FKT-Online-Seminar „Die Zukunft des Kühlens – Synergien und zukunftstaugliche Kältemittel“. Denn: Die Synergieeffekte zwischen Kälte und Wärme können eine erhebliche Menge an Energie und auch Materialien einsparen – einfach deshalb, weil Anlagen kleiner dimensioniert werden können oder gar nicht benötigt werden.
Anhand von Beispielen erörterte Sugden, wie sich zum Bespiel die Abwärme der Gewerbekälte aus dem Kantinen- oder Cafeteria-Bereich mit wenig Aufwand über einen Pufferspeicher in die Heizung einspeisen lässt. Eine Multivalente Kältemaschine, ein sogenannter Vierleiter, der je nach Bedarf sowohl Kälte als auch Wärme in das System zuführen kann, ermögliche es ferner, herkömmliche Kühl- und Heizungsanlagen synergetisch miteinander zu verbinden. In Gebäuden mit Vollklimatisierung könne mit alternativen hydraulischen Konzepten bei der Anbindung der Lüftungsanlage - ebenfalls mit sehr wenig Mehraufwand - Abwärme aus der Kälte in das System zurückgeführt werden.
Back to the roots bei den Kältemitteln
Im zweiten Schwerpunkt Kältemittel führte Sugden die Teilnehmer durch die Historie der Kühlung. Die nahm ihren Anfang mit natürlichen Kältemitteln wie Äther oder Ammoniak, ersetzte diese als zu gefährlich durch synthetische Kältemittel und kehrt nun sukzessive zu den Wurzeln der natürlichen Kältemittel zurück. Dazwischen liegen rund 100 Jahre, in denen man nach und nach erkennen musste, dass Fluorierte Kohlenwasserstoffe aus Kühlmitteln die Ozonschicht zerstören und FC-freie Kühlmittel mit einem hohen GWP (Gobal Warming Potential)-Wert durch ihre hohe Treibhauswirkung den Klimawandel zusätzlich befeuern.
Derzeit haben Betreiber die Wahl: zwischen synthetischen HFO-Kältemitteln mit einem niedrigen GWP-Wert wie R1234yf oder R1234ze, die jedoch in der Kritik stehen, weil sie durch Strahlung und in Kontakt mit Regen in verschiedenen Maßen schädliche Abbauprodukte freisetzen, die in der Umwelt bleiben und sich in der Nahrungskette anreichern. Der problematischste dieser Stoffe ist Trifluoressigsäure, die eine dauerhafte Umweltbelastung darstellt. Die Alternative sind natürliche Kältemitteln wie Kohlendioxid, Ammoniak oder Propan. Diese sind zwar immer noch gefährlich in der Anwendung, allerdings haben wir heute eine viel bessere Kenntnis dieser Gefahren und weit tauglichere Lösungen, um diese zu beherrschen. Damit erfordern natürliche Kältemittel aber eine sorgfältigere und detaillierte Planung und Ausführung von Kälteanlagen.
Nicht zu vernachlässigen ist bei der Wahl des Kältemittels, dass dieses die Effizienz von Kälteanlagen entscheidend beeinflusst. Um die Umweltbilanz von Kältesystemen im Überblick zu ermitteln, erörterte Sugden die TEWI-Methode, die alle Emissionen einer Kälteanlagen einbezieht und gegenüberstellt. Sein abschließender Rat: Konzentrieren Sie sich auf die Verwendung natürlicher Kältemittel, soweit dies sinnvoll und möglich ist.
Maria Thalmayr
Bild von Combitherm Apparate- u. Anlagenbau GmbH