Adiabate Verdunstungskühlung im Detail

Adiabate Verdunstungskühlung

Befeuchtung adiabat
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Was ist eine adiabate Verdunstungskühlung? Und warum findet sich der Begriff „adiabate Kühlung“ so oft im Zusammenhang mit dem Wort „Verdunstung“? Gibt es auch andere Typen der adiabaten Kühlung?

Der Begriff „adiabate Kühlung“ wird in letzter Zeit immer öfter verwendet. Und obwohl diese Technik im Internet an vielen Stellen erklärt wird, bleiben doch viele Fragen offen.

Das Wort „adiabat“ oder „adiabatisch“ hat an sich nicht unbedingt direkt etwas mit der Kühlung oder Klimatechnik zu tun. Adiabatisch heißt lediglich: ohne Wärmeaustausch mit der Umgebung. So kann man zum Beispiel von einer adiabatischen Entmagnetisierung sprechen oder das Adjektiv „adiabatisch“ im Wetterlexikon vorfinden.

Der Begriff „Verdunstungskühlung“ bringt uns der Sache näher, da es im Wesentlichen darum geht, die Verdunstung (als eine Aggregatzustandsänderung) für die Temperatursenkung auszunutzen.

Sprüht man Wasser in die Luft, verdunstet es nach einiger Zeit. Für den Phasenübergang (flüssig-gasförmig) braucht es Energie, die der Luft entzogen wird. So kühlt sich diese ab. Das Ganze erfolgt ohne externe Wärmezufuhr – sprich adiabatisch.

Die einfachste Verdunstungskühlung der Welt

Menschen nutzen die Verdunstungskühlung schon lange – rudimentäre „Kühlgeräte“ sind kein Hexenwerk.

Die einfachste Methode, ein kleines Haus abzukühlen, kennen noch heute viele Menschen der älteren Generationen: Es reichen ein paar Betttücher, mit denen man das Dach bedeckt, und die dementsprechende Anzahl an Eimern mit Wasser.

Die Ecken der Betttücher lässt man in die wasserbefüllten Eimer. Nach einiger Zeit werden alle Tücher feucht. Bei der Hitze und – mit Glück – ein bisschen Wind verdunstet das Wasser auf dem Dach und der Stoff zieht „den Nachschub“ aus den Eimern.

Das Tuch bleibt so lange nass, bis das Wasser in den Eimern aufgebraucht ist und es aufgefüllt werden muss. Das Dach wird auf diese Weise durch Verdunstung gekühlt. Diese Methode funktioniert besonders gut, wenn die Luft ganz trocken ist.

Der Feind der Verdunstungskühlung. Was passiert bei einem Saunaaufguss?

Die Voraussetzung für die Kühlung durch Verdunstung ist eine möglichst trockene und warme Luft. Je trockener sie ist, desto mehr Kühlpotenzial ist vorhanden.

Wenn die Luft sehr feucht ist, dann ist sie bereits gesättigt und kann nur noch wenig Wasser aufnehmen. Das Verdunstungspotenzial sinkt und dementsprechend sinkt auch die Kühlleistung.

Ein menschlicher Körper hat von Geburt an eine „eingebaute“ Verdunstungskühlung  – die Schweißdrüsen. Und auch hier gilt: Bei schwülem Wetter erschwert sich die natürliche Kühlung deutlich.

Wo die adiabate Verdunstungskühlung versagt

Ein interessantes Beispiel für die Abhängigkeit der Verdunstung von der Luftfeuchtigkeit findet sich bei einem Saunaaufguss.

Da es in der Sauna genau darum geht, den Körper zu erwärmen, steht uns unsere natürliche Kühlung gewissermaßen im Wege.

Normalerweise verdunstet der Schweiß auf der Haut in der heißen und trockenen Saunaluft sehr schnell und kühlt uns ab. Das wollen wir nicht. Mit einem Aufguss machen wir die Luft feucht und ziehen so unserem natürlichen „Kühlaggregat“ den Stecker.

Aufbau einer adiabaten Verdunstungskühlung

Jedes Klimatisierungskonzept von Gebäuden basiert in erster Linie auf der Lüftung. Die frische Luft wird ins Gebäude transportiert (Zuluft) und die verbrauchte Luft dementsprechend nach draußen abgeführt (Abluft).

Um die Luft in dem Gebäude adiabat zu kühlen, wird ein System zur Befeuchtung verwendet.

Da wir das Innere des Gebäudes abkühlen wollen, wäre es theoretisch sinnvoll, die Zuluft unter Zuhilfenahme des Verdunstungsprinzips zu befeuchten. Doch in diesem Fall kann mehr Feuchte in das Gebäude gelangen als gewünscht. Wie kann also das Problem gelöst werden?

 Die Befeuchtung der Abluft

Es klingt ein wenig absurd, denn schließlich wollen wir nicht die Luft kühlen, die wir aus dem Gebäude abführen. Aber was, wenn wir die dabei entstandene Kälte auf die Zuluft übertragen?

Was, wenn der Abluft-Kanal eine gemeinsame Wand mit dem Zuluft-Kanal hätte? Der Wärmeaustausch zwischen beiden Kanälen würde zu einer gewissen Abkühlung der Zuluft führen…

Es würde also funktionieren. Aber äußerst ineffektiv. Die Umsetzung dieser Gedankengänge ist durch den Einsatz von Plattenwärmetauscher möglich. Nur hier werden Zu- und Abluft durch eine gemeinsame Wand getrennt.

Vorkühlung der Abluft

Es gibt eine Vielzahl unterschiedlicher Ausprägungen von Plattenwärmetauschern auf dem Markt. Die Menerga GmbH hat jedoch eine einzigartige Technologie dafür entwickelt und erfolgreich eingeführt.

Hier ist ein weiteres Beispiel zum Thema “ Vorkühlung der Abluft“ –
Adconair in der AdiabaticPro.

In unserem nächsten Artikel werden wir auf unterschiedliche Modelle der adiabaten Verdunstungskühlung eingehen und ein paar Anwendungsbeispiele geben.

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