Diese Kühldecke senkt die Raumtemperatur in Minuten
Diese unscheinbare Klimadecke hat es in sich: In nur wenigen Minuten sorgt sie für angenehmes Raumklima und benötigt dafür bis zu 70 % weniger Energie als eine herkömmliche Klimaanlage. Und die Fraunhofer-Ingenieure versprechen: Zugluft und Kondenswasser gibt es auch nicht.
Die neuartigen, beleuchteten Kühlelemente reduzieren innerhalb von nur drei Minuten die gefühlte Temperatur in einem Raum. Neben Temperierung und Beleuchtung verbessert das modulare System auch die Raumakustik.
Foto: Alexander Buff/Fraunhofer IBP
Man sieht den Paneelen, die da unter der Decke hängen, gar nicht an, dass sie für das Klima im Raum verantwortlich sind. Das liegt auch daran, dass die Ingenieure des Start-ups Interpanel aus Rosenheim, einer Ausgründung des Fraunhofer-Instituts für Bauphysik (IBP), Beleuchtung eingebaut haben. Die Klimadecke sieht deshalb gar nicht nach Heizung, sondern nach Beleuchtung aus.
Wasser dient als Kühlmittel der neuen Klimadecke
Das modular aufgebaute System arbeitet mit einfachem Wasser als Kühlmittel. Es zirkuliert In Kunststoffrohren, die einen Durchmesser von 4 mm haben. Raumseitig sind sie von einer Membran abgeschirmt, die Wärme durchlässt, aber keine Feuchtigkeit. Der Effekt dieser Konstruktion: Es kann sich kein Kondenswasser bilden wie an Kühlkörpern, die direkt der Umgebungsluft ausgesetzt sind.
Sobald die Zirkulation eingeschaltet wird, beginnt der Raum unterhalb des Moduls abzukühlen, weil die Wärmestrahlung vom Modul gewissermaßen verschluckt wird. Schon nach drei Minuten beginnt die Temperatur zu sinken. Das erwärmte Wasser wird in einer Kältemaschine abgekühlt. Diese kann mit Solarenergie oder mit der Abwärme eines motorischen Kleinkraftwerks betrieben werden.
Der PCM-Würfel behält eine Temperatur von 21°C, bis er komplett geschmolzen ist. Die dabei aufgenommene Energie kann er beispielsweise in kühlerer Nacht wieder abgeben. Solche PCM-Materialien lassen sich in Wandfarbe und Putz einrühren und dienen dann als Klimapuffer.
Quelle: Fraunhofer ICT
Die erfrischende Wirkung der Kühldecke funktioniere ähnlich wie die des sternenklaren Himmels in einer heißen Sommernacht, schildert Alexander Buff, Geschäftsführer des aus dem IBP ausgegründeten Rosenheimer Start-ups, gegenüber Ingenieur.de. Der offene kalte Nachthimmel nimmt die Wärme auf. Daher der Name der Entwicklung: Clear Sky Cooling, etwa Kühlung durch klaren Himmel.
Und Buff verspricht noch mehr: Die Klimadecken arbeiten ohne Zugluft zu erzeugen, sie sind geräuschlos und verteilen auch keine Keime wie schlecht gewartete konventionelle Klimaanlagen.
Deckenbeleuchtung lässt sich integrieren
Die Module sind etwa zwei Quadratmeter groß. Sie lassen sich beliebig kombinieren. Die Folien werden bedruckt und einfach ausgetauscht, wenn das Design nicht mehr gefällt. Sie lassen sich auch zum Heizen nutzen. Dann wird warmes Wasser durchgeleitet. Außerdem sind LED-Lampen integriert, sodass eine zusätzliche Beleuchtung nicht mehr nötig ist.
Die Klimadecke eignet sich auch für den Einbau in Schulräumen.
Quelle: Fraunhofer IBP
Die Module seien besonders für gesundheitlich sensible Bereiche wie Krankenhäuser, Rehazentren und Fitness-Studios geeignet, aber auch für Großraumbüros, Tagungsräume und besonders warme Industriearbeitsplätze, so Buff. Ab Mitte 2017 sind die Paneele erhältlich.
Kombinierbar mit neuartigem Wärmedämmmaterial
Noch verbessern lässt sich die Effektivität von Clear Sky Cooling mit einer weiteren Entwicklung des Fraunhofer-Instituts für Chemische Technologien in Pfinztal bei Karlsruhe. Die Forscher in Baden haben einen Dämmstoff entwickelt, der bei Hitze Wärme aufnehmen und speichern kann. Er gibt die Wärme erst wieder ab, wenn die Temperatur wieder sinkt. Eingerührt in Wandfarbe oder Putz ist das so genannte Phasenwechselmaterial (PCM) ideal, um Hitze im Sommer abzufedern und einen Raum in kühler Nacht leicht anzuwärmen.
„Läuft tagsüber die Heizung, verflüssigen sich die Phasenwechselmaterialien und speichern einen Teil der Wärme. Kühlt nachts die Raumtemperatur ab, erstarren sie wieder – und geben die gespeicherte Wärme an den Raum ab“, schildert Sandra Pappert, Wissenschaftlerin am ICT. Im Sommer bleiben Innenräume angenehm kühl. Denn brennt die Sonne vom Himmel, verflüssigen sich die Materialien. Dafür benötigen sie Wärme, die sie dem Raum entziehen.
Beide Entwicklungen stellt Fraunhofer im Januar auf der Messe BAU in München vor.
Forschungslabor bei Schott: In einem Netzwerk arbeiten Materialwissenschaftler derzeit an einem Glas, in dem Wasser in feinsten Röhrchen verläuft. Das Glas kann in Fenster und als Fassadendämmung eingesetzt werden. Es kann dämmen und kühlen zugleich.
Quelle: Schott
Übrigens eignet sich Wasser auch, um Fassaden zu dämmen. Eine Forschungsgemeinschaft von Universitäten und Unternehmen hat eine Fassadentechnik entwickelt, die mit Wasser als Isolator arbeitet.
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