Abwärme und Erdsonden als Alternative zu Kältemaschinen

6. Oktober 2004

Die TU Hamburg-Harburg hat in dem Gebäude eines Herstellers für Bordmesstechnik in Hamburg-Stellingen nachgewiesen, dass eine umweltfreundliche und wirtschaftliche Klimatisierung ohne Kältemaschine möglich ist. Die Wissenschaftler nutzen die Abwärme von Blockheizkraftwerken (BHKW), die im Sommer über eine geringe Nachfrage nach Wärme klagen, und das kühle Erdreich über ErdsSonden.

Unterstützt wurde das Projekt mit über 100.000 Euro von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU). Die Klimatisierung von Gebäuden erfordert ein Abkühlen und Entfeuchten der Außenluft, wobei Letzteres in der Regel die größere Energiemenge schluckt. Stand der Technik ist der Einsatz elektrisch betriebener Kälteanlagen. Hier wird die Luft unter den Taupunkt abgekühlt, um den Dampf auszukondensieren, das Wasser also trennen zu können. Anschließend muss die nun trockene Luft wieder auf das gewünschte Niveau erwärmt werden.


In der Demonstrationsanlage in Hamburg wurde ein Klimatisierungskonzept bestehend aus einem Adsorptionsrad – einer Art sich drehendem Filter -, einem BHKW und Erdsonden umgesetzt. Die Besonderheit: getrocknet wird die Luft nicht mehr unter Einsatz der hochwertigen Energie Strom, sondern durch das Adsorptionsrad und dieanhand der Abwärme des BHKW. Ein Adsorptionsrad entzieht der Frischluft die Feuchte und gibt diese dann an die Abluft ab. Ausgetrieben wird die Feuchte abluftseitig durch Wärmezufuhr vom BHKW. Die nun trockene Frischluft wird mittels mit der Kälte aus den Erdsonden auf die gewünschte Temperatur gebracht.


Weitere Besonderheit dabei: Die Nutzung der Fußbodenheizung im Sommer zur Kühlung. Wird üblicherweise die gesamte Kühlung über den Luftaustausch Austausch von Luft bewerkstelligt – was oft zu den bekannten unangenehmen ZZugerscheinungen aufgrund der großen Luftmengen führt -, wird hier der Fußboden als zum Flächenkühler genutzt. Dabei werden auch hier die Erdsonden als Kältelieferant genutzt. Die Anlage wurde mit entsprechender Messtechnik ausgestattet, um Wirtschaftlichkeit und Energiebedarf mit herkömmlichen Systemen vergleichen zu können.


Zwei Jahre lang wurde der Sommer- und Winterbetrieb begleitet. In der Betrachtung eines ganzen Jahres wurde festgestellt, dass ein vergleichbares Gebäude mit einem herkömmlichens Klimatisierungssystem einen um 14 % höheren Primärenergiebedarf aufweist.


DBU-Generalsekretär Dr. Fritz Brickwedde: „Gegenüber einer elektrisch betriebenen Nur-Luft-Klimaanlage ist die Demonstrationsanlage wegen der vergleichbaren Investition und der erheblich niedrigeren Betriebskosten von Anfang an wirtschaftlich. Die Klimatisierung von Gebäuden wird sich zukünftig auch in gemäßigten Klimazonen weiter verbreiten. Insofern kommt dem Projekt und seinen Ergebnissen vor allem aber auch ökologisch eine besondere Bedeu­tung zu.“