Emco kreuzt Lüftungsgerät mit Latentwärmespeicher

(Pressemitteilung gefunden auf Baulinks am 16.3.2007)

Hier eine weitere interessante Anwendung für Latentwärmespeicher zur Klimatisierung von Bürogebäuden:

Mit dem neuen PCM-Modul bringt Emco Klima jetzt ein Produkt auf den Markt, das die Kühlung von Gebäuden mit Latentwärmespeichern ermöglicht. Das ermöglicht Klimatisierungskonzepte mit besonders niedrigem Energieverbrauch, die ohne mechanische Kälteerzeugung auskommen. Das Produkt hat der Klimatechnik-Hersteller aus Lingen gemeinsam mit dem Unternehmen Imtech entwickelt, das nach eigenen Angaben führender technischer Gebäudeausrüster in Deutschland sei. Im Rahmen eines Pilotprojektes hat der Gebäudeausrüster sein neues Bürogebäude in Hamburg mit 50 PCM-Modulen ausgerüstet, wobei sich die Funktionstüchtigkeit des Klimakonzeptes in der Praxis bestätigt habe.

Die PCM-Module wurden als hybride, dezentrale Lüftungsgeräte für den Einsatz mit einer zentralen Abluftentsorgung entwickelt. Das mache ein besonders effizientes und Energie sparendes Klimakonzept möglich. Dazu wird kühle Nachtluft über die Lüftungsgeräte in den Innenraum eingeleitet, was für die Regeneration der Latentwärmespeicher sowie die Auskühlung des Gebäudes sorgt – entsprechende Luftführung vorausgesetzt. Am nächsten Tag werden dann Innentemperaturen über 26 °C, ab denen eine Kühlung erforderlich ist, erst zu einem späten Zeitpunkt erreicht, was die tägliche Betriebsdauer der PCM-Akkus verlängert. Im Kühlfall tagsüber können die PCM-Geräte sowohl Sekundärluft- als auch Zuluftbetrieb realisieren.

Wenn mehrere Geräte in einem Raum installiert sind, sorgt die Regelung dafür, dass ein Gerät den erforderlichen Frischluftanteil fährt, während die anderen Geräte die Kühllast im Sekundärluftbetrieb abfahren. In der Nacht laufen alle Geräte im Zuluftbetrieb zur Regeneration.

Dieses Konzept verspricht Investoren und Betreiber mehrere Vorteile: Zunächst spare die Beschränkung auf Luft als Trägermedium für Wärme viel Installationsaufwand im Gebäude ein. Weiter sorge die zentrale Abluft auch bei Tag für einen hohen Lüftungskomfort, weil sie das Gebäude komplett durchströmt, wie es das Kühlungskonzept erfordert. Schließlich erleichtere die zentrale Abluft im Winter die Wärmerückgewinnung, was ebenfalls zu einer großen Energieeinsparung führe.

Einsatzgrenzen für diese Technologie sind Anwendungen, bei denen die exakte Einhaltung sehr enger Temperaturintervalle auch an Hochsommertagen erforderlich ist, wie zum Beispiel in EDV-Räumen oder bei temperaturempfindlichen Produktionsprozessen. In nordeuropäischen Ländern, in denen die Sommernächte verhältnismäßig kühl sind, biete das Kühlungskonzept für Büroräume jedoch einen ausreichend guten Klimakomfort und sei aufgrund seines großen Energiesparpotenzials eine echte Alternative zu anderen Methoden.

Eine individuelle Gestaltung der Verkleidung der Geräte ist, wie der Hersteller mitteilt, ebenso problemlos möglich wie die Wahl der Farben. Zu berücksichtigen sei lediglich die Größe der Akkus, in denen mehrere Platten mit dem Latentspeichermaterial eingebaut sind. Die Geräteabmessungen betragen 100 x 70 x 35 cm und lassen sich somit in die üblichen Rasterungen von Fassaden integrieren.

zur Erinnerung: Wenn 0°C kaltes Eis vollständig(!) zu 0°C kaltem Wasser auftaut, wird so viel Energie frei bzw. benötigt, dass man ebenso 0°C kaltes Wasser auf 80°C erhitzen könnte – nämlich 335 kJ/kg. 2260 kJ/kg sind dann erforderlich, um 100°C heißes Wasser in 100°C heißen Wasserdampf vollständig umzuwandeln. Wasser kennt also die „Schalt“-Temperaturen 0° und 100° Celsius, bei denen sich der Aggregatzustand verändert – wie bekannt: einmal von fest zu flüssig und dann von flüssig zu gasförmig. (kleiner Querverweis: die im Wasserdampf gebundene Energie macht sich die Brennwerttechnologie als zusätzlich abzuschöpfende „Kondensationsenergie“ im Heizungsbau zu Nutze; was schließlich zu den [rechnerischen] Wirkungsgraden jenseits der 100%-Grenze führt.)

Das Prinzip, Energie durch den Wechsel des Aggregatzustandes eines Mediums zu binden, kommt zur Anwendung bei Latentwärmespeichern (eng.: PCM bzw. Phase Change Material). Im Bereich der „Schalt“-Temperatur von beispielsweise 20°C kann also Energie bzw. Wärme zugeführt werden, ohne dass sich das Medium bzw. Bauteil weiter erwärmt; die Energie wird statt dessen „latent gespeichert“. Erst wenn sich der Aggregatzustand im Latentspeicher vollständig geändert hat, wird das Bauteil wärmer bzw. kühler. (für Nicht-Lateiner: „latere“ heißt „verborgen sein“, und „latent“ bedeutet „vorhanden, aber [noch] nicht in Erscheinung tretend“.)

Anmerkung: Ich kann mir vorstellen, das die Nutzung von PCM auch für dezentral aufgebaute Lüftungsanlagen wie z.B. vom Typ inVENTer interessant sein kann. Könnte es eventuell die Anwendung des keramischen Wärmespeichers erweitern und neben einer eventuell weiter verbesserten Wärmerückgewinnung auch eine Möglichkeit zur effizienten Kühlung bieten?

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