Was ist adiabate Kühlung?

Wie funktioniert die adiabatische Kühlung?

Adiabate Kühlung, auch ’Verdunstungskühlung’ genannt, funktioniert nach dem Prinzip der Wasserverdampfung, wobei die Luft auf eine angenehme Temperatur heruntergekühlt wird. 

Es handelt sich um eine Kühl- und Lüftungstechnik, die Wasser als Kältemittel verwendet.

Während des adiabaten Kühlprozesses wird Wasser in einem Luftstrom verdampft und geht von einer Flüssigkeit in ein Gas über. Dieser Übergang erfordert Energie, die der Luft in Form von Wärme entzogen wird. Als Ergebnis dieses Prozesses wird die Luft abgekühlt.

Dieser Prozess der Verdunstungskühlung kann unterschiedlich angewendet werden:

 

Einen klaren Überblick über die verschiedenen Methoden finden Sie auf unserer Seite über "zweistufige adiabatische Kühlung".

Wie funktionieren adiabate Kühlsysteme?

In einem adiabaten Kühlsystem wird warme Außenluft mit Hilfe eines mechanischen Lüfters durch nasse Kühlpads gepresst. Die Pads werden durch eine Wasserpumpe permanent befeuchtet. Die abgekühlte Luft wird anschließend in das Gebäude geleitet. Die austretende Luft kann dann je nach Wirksamkeit des Kühlpads um 60 bis 90% der Feuchtkugeltemperatur heruntergekühlt werden. Die einströmende Luft wird um 10 bis 15 °C heruntergekühlt, hat aber einen hohen Feuchtigkeitsgehalt. Daher wird die direkte adiabate Kühlung für die Kühlung in Arbeits- und Wohnbereichen nicht empfohlen.

Die zweistufige adiabate Kühlung bietet dagegen eine Feuchtkugeleffizienz von bis zu 114%, wodurch die Temperatur bis zu 7 °C niedriger ist und aufgrund der niedrigeren Temperatur 70% weniger Feuchtigkeit enthält als bei direkten adiabaten Kühlprozessen.

Psychrometrisches Diagramm Kühlung

Die Grafik zeigt ein Beispiel für direkte adiabate Kühlung im Vergleich zu zweistufiger indirekter/direkter adiabater Kühlung bei einer Außenlufttemperatur von 35 °C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 30%. Wir sehen, dass die direkte adiabate Kühlung Raumluft mit einem höheren Feuchtigkeitsgehalt erzeugt als ein zweistufiger indirekter/direkter adiabater Kühlprozess (~80% vs. ~69%). Darüber hinaus ist die Feuchtkugeleffizienz der direkten adiabaten Kühlung niedriger als die der zweistufigen adiabaten Kühlung (85% vs. 114%). Und schließlich ist der Luftstrom, der erforderlich ist, um die gleiche Innenraumtemperatur von 25 °C bei gleicher Wärmelast (11 kW) zu erreichen, bei direkter adiabater Kühlung mehr als dreimal so hoch (20 960 m³/h vs. 6000 m³/h). Dies bedeutet, dass die Feuchtigkeitsproduktion einer direkten adiabaten Kühlung fast fünfmal höher ist (118 l/h vs. 22 l/h).

Weshalb ist adiabate Kühlung wichtig?

Die adiabate Kühlung mittels eines indirekten/direkten Systems ist eine sehr nachhaltige und energieeffiziente Kühlmethode, die z.B. in Produktionsanlagen, Vertriebszentren und Bürogebäuden ein angenehmes und produktives Klima schafft. Diese Kühlmethode ist energieeffizient im Vergleich zu traditionellen Klimaanlagen, die Kältemittel und Kompressoren zur Kühlung verwenden.
Der adiabate Kühlprozess in einem indirekten/direkten Kühlsystem verbraucht nur 10 % der Energie, die für eine herkömmliche Klimaanlage benötigt wird, und erzeugt praktisch die gleichen Temperaturen. Außerdem wird bei der adiabaten Kühlung – ganz anders als bei herkömmlichen Klimaanlagen - die warme verbrauchte Raumluft nicht umgewälzt, sondern gegen 100% frische, gefilterte, saubere und gekühlte Außenluft ausgetauscht. Dadurch wird die Qualität der Raumluft entschieden verbessert.

Informationen über die umfangreichen Vorteile der adiabatischen Kühlung finden Sie auf unserer Seite 'Vorteile der adiabatischen Kühlung'.

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Geschichte der adiabatischen Kühlung

Seit Beginn der menschlichen Zivilisation wird die Verdunstungskühlung genutzt, um Innenräume zu kühlen. Es wurden ägyptische Wandmalereien aus dem Jahr 2500 v. Chr. gefunden, die zeigen, wie mit Wasser gefüllte poröse Tongefäße unter eine Luftzufuhr gestellt wurden, um beim Durchströmen der Luft für eine gewisse Kühlung zu sorgen. Man konnte damals logischerweise nicht auf elektrische Ventilatoren oder andere moderne Techniken zurückgreifen, aber Elemente der Verdunstungskühlung wurden bei der Gestaltung und Architektur der Behausungen berücksichtigt, um eine Form der Klimatisierung zu ermöglichen. Auch im Iran ist die Verdunstungskühlung mittels nasser Tücher in Kombination mit einem Windturm (Windfänger) ein traditionelles bauliches Element zur Kühlung von Gebäuden.

Was ist adiabate Kühlung

 

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