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Solare Kühlung: Funktion, Einsatz und Vorteile
Mit zunehmenden Außentemperaturen wächst bei vielen Hausbesitzern der Wunsch nach einem eigenen Klimagerät. Während das zwar für angenehme Temperaturen im eigenen Zuhause sorgt, verbraucht es aber viel Energie. Anders ist das mit Anlagen für die solare Kühlung. Denn diese arbeiten mit kostenloser Sonnenwärme. Wie das funktioniert, wo es sich lohnt und welche Vorteile die Technik hat, erklären wir in den folgenden Abschnitten.
Die Themen im Überblick
Funktion und Arten der solaren Kühlung
Die solare Kühltechnik nutzt Energie aus der Umwelt, um Gebäude auf angenehme Temperaturen zu bringen. Generell lassen sich dabei zwei Arten unterscheiden. Diese sind:
- geschlossene Systeme mit eigenen Kühlflächen
- offene Systeme mit Kühlung über die Luft
Geschlossene Kälteanlagen
Geschlossene Kälteanlagen für die solare Kühlung basieren auf einem speziellen technischen Prozess. Dieser funktioniert mit einer zirkulierenden Flüssigkeit (Kältemittel), die die Wärme aus einem Raum aufnimmt und dabei verdampft. Im nächsten Schritt wird der Dampf von einem flüssigen oder festen Sorptionsmittel aufgenommen und durch Solarwärme auf ein höheres Druck- und Temperaturniveau gebracht. Ist dieses erreicht, gibt das Kältemittel Energie an die Umgebung ab, wobei seine Temperatur sinkt. Gleichzeitig setzt auch die Verflüssigung ein und das Medium erreicht seinen Ausgangszustand.
Je nach Art des Sorptionsmittels unterscheidet man die Ad- und die Absorptionstechnik. Absorptionsanlagen funktionieren dabei wie eine Absorptionswärmepumpe, bei der ein flüssiges Medium den Kältemitteldampf aufnimmt. Bei einer Anlage für die solare Kühlung mit Adsorption lagert sich das Kältemittel hingegen an die poröse Oberfläche fester Stoffe an. Wie das funktioniert, erklären wir im Beitrag „Zeolith Heizung“.
Offene Anlagen für die solare Kühlung
Eine Alternative zu geschlossenen Kälteanlagen sind offene Systeme. Diese nutzen befeuchtete Abluft als Kältemittel und erreichen im Vergleich nur eine geringe Kälteleistung.
Im Betrieb wird die Außenluft getrocknet und auf den nötigen Zuluftzustand gebracht. Parallel dazu kühlt ein Verdunstungskühler die verbrauchte Raumluft ab, bevor sie im Wärmeübertrager thermische Energie der getrockneten Außenluft aufnimmt. Anschließend erwärmt Solarenergie die Abluft so weit, dass sie das von der Zuluft abgegeben Wasser aufnehmen kann, bevor sie an die Umwelt entweicht.
Einsatzbereiche der Technik
Anlagen für die solare Kühlung kommen heute überwiegend in Büro- oder Gewerbebetrieben zum Einsatz. Auch wenn sie Einfamilienhäuser mit der Energie der Sonne kühlen könnten, lohnt sich das aufgrund hoher Kosten heute noch nicht. Experten gehen jedoch davon aus, dass sich die solare Kühlung zukünftig aber auch in kleineren Leistungsbereichen wirtschaftlich einsetzen lässt. Gründe dafür sind regelmäßige Weiterentwicklungen und sinkende Kosten durch steigende Produktionszahlen.
Vorteile der solaren Kühlung
Die solare Kältetechnik hat viele Vorteile gegenüber konventionellen Anlagen. So sorgt sie für:
- sinkende Energiekosten durch die sparsame Technik
- eine ganzjährig optimale Ausnutzung der Solarwärme
- die Entlastung der Umwelt
Solare Kühlung sorgt für sinkende Energiekosten
Konventionelle Klimageräte kühlen Luft oder Wasser mit einem strombetriebenen Prozess. Dieser funktioniert wie der in einer Wärmepumpe und verursacht vor allem bei langen Betriebszeiten hohe Energiekosten. Indem solare Kühlanlagen auf die Energie der Sonne setzen, können sie den Stromverbrauch senken und zu spürbar sinkenden Energiekosten beitragen. Vor allem in Büros oder gewerblichen Bereichen mit hohem Kältebedarf ist die Technik dabei besonders lukrativ.
Kältetechnik ermöglicht hohe solare Wirkungsgrade
Die Solarthermie macht thermische Energie der Sonne technisch nutzbar. Lässt sich damit neben der Heizung auch eine Kälteanlage betreiben, erhöht das den Nutzungsgrad der Technik deutlich. Denn mit zusätzlichen Abnehmern der kostenfreien Energie können Anlagen größer ausgelegt und Probleme wie Überhitzung vermieden werden.
Solare Kälteanlagen schonen Umwelt und Klima
Ein weiterer Vorteil von Anlagen für die solare Kühlung ist die positive Umweltbilanz. Diese zeigt sich nicht nur am sinkenden Stromverbrauch und den niedrigeren CO2-Emissionen, sondern auch am verwendeten Kältemittel. Denn dieses hat hier meist einen natürlichen Ursprung oder besteht komplett aus Wasser. Dieses ist reichlich verfügbar und belastet weder Umwelt noch Klima, wenn es doch einmal aus der Anlage entrinnt.
Fazit von Alexander Rosenkranz
Die solare Kühlung nutzt die kostenfreie Energie der Sonne, um unsere Gebäude im Sommer auf angenehme Temperaturen zu bringen. Möglich ist das auf zwei Arten. Während geschlossene Systeme wie eine Wärmepumpe funktionieren und viel Wärme über die Heiz-/ Kühlflächen entziehen können, kühlen offene Anlagen über die Lüftung. Die Technik ist heute jedoch recht teuer und vor allem in Gebäuden mit kleinem Kältebedarf noch nicht geeignet.
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