Die bisherigen Entwicklungen auf dem Gebiet von nachhaltigen Klimalösungen für Industriegebäude haben zu sehr energieeffizienten adiabaten Kühlsystemen geführt, die den Mitarbeitern ein gesundes und angenehmes Raumklima bieten. In jüngster Zeit haben neue Entwicklungen diese adiabaten Kühlsysteme um den Aspekt der nachhaltigen Beheizung ergänzt, was zu einer Vier-Jahreszeiten-Lösung für Produktionsstätten und andere große Gebäude geführt hat, die dem Pariser Abkommen vollkommen gerecht wird. In diesem Blog wird der Prozess der adiabaten Kühlsysteme, die sowohl kühlen als auch heizen, weiter erläutert.
Adiabate Kühlung für Industriegebäude
Direkte adiabate Kühlung
In einem direkten adiabaten Kühlsystem wird die Luft gekühlt, indem die (warme) Luft durch feuchte Verdunstungsmedien geleitet wird. Diese sehr nachhaltige Kühllösung verbraucht nur wenig Energie für den Lüfter plus etwas Wasser und spart im Vergleich zu herkömmlichen Kühltechniken bis zu 90 % Energie ein. Die direkte adiabate Kühlung sorgt jedoch für einen erheblichen Anstieg der Luftfeuchtigkeit in einem Raum.
Zweistufige adiabate Kühlung
Die neue zweistufige adiabate Kühltechnik besteht aus einem trockenen Kühlverfahren und einem Verdunstungskühlverfahren. Im ersten Schritt wird die Luft durch einen Luft/Wasser-Wärmetauscher geleitet, der die Luft auf eine niedrigere Feuchtkugeltemperatur abkühlt. Dies wird auch als indirekte adiabate Kühlung bezeichnet. Anschließend wird die Luft durch feuchte Verdunstungsmedien geleitet, was eine tiefere Abkühlung ermöglicht (4 bis 7 °C niedriger als bei einem direkten Verfahren). Niedrigere Lufttemperaturen können nur eine bestimmte Menge an Feuchtigkeit festhalten, was bedeutet, dass die Luft deutlich weniger Feuchtigkeit (60 bis 70 %) enthält, als wenn der erste Schritt übersprungen wird. Auf diese Weise wird mehr Komfort geboten, während gleichzeitig ganze 90 % des Energieverbrauchs eingespart werden. Ein weiterer Vorteil der zweistufigen adiabaten Kühltechnik besteht darin, dass sie auch gut in feuchteren Klimazonen eingesetzt werden kann.
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).
Beheizung für Industriegebäude
Eines der Grundprinzipien der Thermodynamik lautet, dass warme Luft aufsteigt. In einem Gebäude ist das nicht anders. Je nach Produktionsprozess, Maschinen und Anzahl der anwesenden Personen entsteht in Industriegebäuden eine interne Wärme, die sich aufgrund der Thermik unter dem Dach ansammelt. Infolgedessen ist es unter dem Dach oft bis zu 10 °C wärmer als am Boden. Durch den Einsatz des leistungsstarken Lüfters des zweistufigen adiabaten Kühlsystems im Winter kann die angesammelte Wärme als Heizmittel zurück in den unteren Bereich der Werkhalle geleitet werden. Für die zusätzliche Beheizung ist das System mit einem Wärmetauscher für die Niedertemperaturheizung ausgestattet. Allerdings sollte beachtet werden, dass die zurückgewonnene Luft gefiltert werden muss, bevor sie in die Werkshalle gepumpt wird.
Adiabate Kühlung und Beheizung von Oxycom
Dank seines zweistufigen adiabaten Kühlverfahrens bietet das IntrCooll-System von Oxycom eine 4 bis 7 °C tiefere Kühlung und wird der Luft im Vergleich zu direkten adiabaten Systemen 60 bis 70 % weniger Feuchtigkeit zugefügt. Darüber hinaus kann die IntrCooll-Anlage um ein Wärmerückgewinnungsmodul ergänzt werden, das die unter dem Dach gespeicherte Wärme in Kombination mit frischer Außenluft nutzt. Dadurch wird die Temperatur in der Produktionshalle konstant gehalten, ohne dass unangenehme Zugluft entsteht.
Wenn kein (Luft-)Heizsystem vorhanden ist und die von den Maschinen abgegebene interne Wärme nicht ausreicht, um die gewünschte Temperatur zu erreichen, kann das Wärmerückgewinnungsmodul mit Heizregistern ausgestattet werden. Dadurch wird die rezirkulierte Luft, die sich unter der Decke sammelt, noch weiter erwärmt, um in den kälteren Monaten des Jahres eine angenehme Arbeitstemperatur zu schaffen.
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