FreikĂźhlung oder KompressorkĂźhlung?
Mittels FreikĂźhlung kann man den KĂźhlbedarf decken, ohne fĂźr die KĂźhlung zahlen zu mĂźssen. Im Winter ist das Prinzip gut nachvollziehbar: Wir kĂśnnen Lebensmittel im Freien lagern, um die FreikĂźhlung der Natur zu nutzen, anstelle sie in den KĂźhl- oder Gefrierschrank zu legen. Ăhnlich gehen wir vor, um die Temperatur eines Kältemittels zu senken, ohne dazu Kälte erzeugen zu mĂźssen. Dies spart Energie.
Nutzung kalter Aussenluft als FreikĂźhlung
Man kann das Prinzip der FreikĂźhlung sowohl mit wasser- als auch luftbasierten Anlagen nutzen. In der einfachsten Form wird Aussenluft in luftbasierten Anlagen verwendet, die mit einem Wärmetauscher fĂźr die Aussenluft versehen sind. Damit dies funktioniert, sollte die Aussentemperatur 16 °C nicht Ăźberschreiten, was in den meisten Gegenden Europas während eines grossen Teil des Jahres gewährleistet ist.Â
Bei Kßhlgeräten in wasserbasierten Anlagen wird der Wärmetauscher fßr die Aussenluft in das Kßhlgerät eingebaut, und zwar zwischen den Kältemittel- und den Kälteträger-Kreislauf. Bei ausreichend kßhler Aussenlufttemperatur wird das gesamte Wasser durch die Aussenluft gekßhlt (= Freikßhlung) und nicht mit dem Kßhlgerät. Bei ca. 10 °C schaltet das System um.
FernkĂźhlung gewinnt zusehends an Bedeutung
Inzwischen werden immer mehr Bßrokomplexe, Einkaufszentren und andere grÜssere Gebäude von Energieanbietern mit Fernkßhlung versorgt. Bei dieser Art der Kßhlung kann es sich um Freikßhlung handeln, beispielsweise um Kälteenergie aus Seewasser, oder aber man verwendet die Energie in der Fernwärme, um gekßhltes Wasser zu erzeugen, das dann in Komfortkßhlgeräten auf die erforderliche Temperatur fßr die Lßftungsluft der Anlage gebracht wird.
KompressorkĂźhlung â das klassische KĂźhlungsverfahren
Kompressoren, auch Verdichter genannt, sind seit Langem die üblichste Form der Kühlung, und die von ihnen erzeugte Kühlung nennt man gemeinhin auch maschinelle Kühlung. Auf der Basis von Verdichtung arbeitende Kühlgeräte (auch Kältemaschinen genannt) sind sehr flexibel, wenn man Gebäude kühlen will. Die erzeugte Kälteenergie wird entweder dem Kühlregister eines Lüftungsgeräts zugeführt oder direkt zu den Kühlbalken in jedem Raum geleitet.
Alle Kühlgeräte haben einen geschlossenen Kältemittelkreislauf. Der Verdichter des Geräts erhöht den Druck im Kältemittel, wodurch sich dieses erwärmt und gasförmig wird. Danach passiert es einen Wärmetauscher/Kondensator, wo es abkühlt und kondensiert, d. h. es nimmt wieder den flüssigen Aggregatszustand an. Anschliessend wird die Flüssigkeit durch ein Expansionsventil geleitet, das den Druck schnell absenkt, um das Kältemittel abzukühlen. Die Flüssigkeit passiert dann einen weiteren Wärmetauscher, den man Verdampfer nennt. Dieser überträgt die Kälteenergie des Kältemittels auf einen Kälteträger (Wasser oder Luft), der die Kälteenergie dorthin weiterleitet, wo sie gebraucht wird.
Die Wärmepumpe ist ein umgekehrter Kßhlkompressor
Der Kondensator der Anlage steht entweder im Freien, wo er durch die Aussenluft gekßhlt wird, oder im Inneren des Gebäudes, wo er durch einen Flßssigkeitskreislauf gekßhlt wird, dessen Kßhlung sich im Freien befindet. Mit anderen Worten nutzt man elektrische Energie zum Antrieb des Verdichters, um Wärme von einem Innenraum zu einem Aussenraum (beispielsweise ins Freie) zu leiten. Bei Wärmepumpen ist die Funktion umgekehrt: Bei ihnen wird die in der Aussenluft enthaltende Wärmeenergie genutzt, um die Luft im Haus zu erwärmen. Der Aussenluft wird dadurch Wärme entzogen. Anstelle von Kälteträgern spricht man hier vom Wärmeträgern.