Passive solare Kühlung

Geschichte der Sanitär-, Heizungs-, Klima- und Solartechnik
Abkürzungen im SHK-Handwerk
Bosy-online-ABC

Grundstruktur solarer Klimatisierung
Quelle: Solarserver.de / Fraunhofer ISE
Funktionsprinzip Solare Kühlung
Quelle: Solution
Solare Kühlung
"Überschüssige“ Sonnenenergie kann zur Kühlung von Gebäuden oder Geräten besonders in der heißen Tageszeit genutzt werden. Die Solare Kühlung spart Strom und hat im Gegensatz der solaren Heizung keine Speicherprobleme: Der Kühlbedarf steigt und fällt im Verhältnis mit dem Angebot an Sonnenenergie.
Bei der solaren Kühlung werden je nach Anwendung verschiedene Verfahren eingesetzt. Kühlschränke können nach dem Prinzip der Wärmepumpe oder nach thermoelektrischen Verfahren betrieben werden. Gebäude und Räume werden gekühlt, indem man der warmen Raumluft durch Adsorption an geeigneten Materialien Wasser entzieht und sie damit kühlt (Verdunstungskälte). Damit die Adsorptionsmaterialien wieder Feuchtigkeit aufnehmen können, werden sie durch Wärme getrocknet, die der Sonnenkollektor liefert. Der gleiche Sonnenkollektor kann also im Sommer zur Kühlung und im Winter zur Heizungsunterstützung eingesetzt werden.
Die solare Kühlung wird auch zunehmend in Mitteleuropa eingesetzt. Ein besonderer Einsatzbereich ist die "passive Gebäudekühlung". In tropischen und subtropischen Gegenden wird die solare Klimatisierung schon länger eingesetzt.
Unter dem Motto "Helfen statt Haben" engagieren sich Schüler und Lehrer der Staatlichen Berufsschule Altötting seit Ende der siebziger Jahre in verschiedenen erfolgreichen Entwicklungshilfeprojekten, so entwickelten sie einen Sorptions-Kühlschrank.
"Qa'a" Empfangshalle in einem Haus mit einem Windturm (Malqaf) und Windfänger (Badgir)
Quelle: lrz-muenchen.de

Windtürme in Dubai
Quelle: Holger Quast

Windtürme sind ein Wahrzeichen der klassischen Architektur in der Region des Persischen Golfes und des Mittelmeerraumes. Sie reichen von 2 m über dem Erdgeschoß bis in eine Höhe von 15 m. An heißen Tagen wird der kühle Seewind durch Leitvorrichtungen an der Oberseite des Turmes durch die Öffnungen in den schattigen Innenraum des Turmes geleitet. Die kühle Luft sinkt aufgrund höherer Dichte ab. So strömt die kühle Luft in die Wohnräume und verdrängt die vorhandene warme Innenluft über den von der Windseite abgewandten Schacht des Turmes sowie über die Fenster und die Türen.
In der Nacht und bei Windstille funktioniert der Windturm wie ein Kamin über den Dichteunterschied der warmen und kalten Luft. Die Hitze, die während der Tageszeit in den dicken Wänden des Turmes gespeichert wurde, erwärmt die Luft in den Innenräumen. Diese wird dadurch leichter, steigt im Turm hoch und zieht frische Luft durch Fenster und Türen des Gebäudes nach. Bei Wind ändert sich die Strömungsrichtung der Luft. Da die Mauern des Turmes warm sind, ist die Nachtluft aus dem Windturm weniger stark gekühlt als die Tagesluft. Viele Bauten im Iran zeigen, dass die Kühlwirkung des Windturmes durch Einbeziehen des Prinzips der Wasserverdunstung (adiabatische Kühlung) noch verbessert werden. Vielfach wird dabei die Luft aus dem Windturm durch einen feuchten Keller oder über wassergefüllte poröse Tankzüge geleitet. Durch die Verdunstung wird der Umgebung Wärme entzogen. Die kühle angefeuchtete Luft bedeutet eine zusätzliche Annehmlichkeit dieser wirkungsvollen sonnen- und windbetriebenen Klimaanlage.
Die Windtürme vieler Gebäude in Dubai am Persischen Golf sind zweiseitig geöffnet, um am Tag den kühlen Seewind und nachts den wärmeren Landwind in die darunterliegenden Wohnräume leiten zu können. In Heyderabad, Indien, sind die Windturmöffnungen nur nach Südosten orientiert, um den über das ganze Jahr wehenden, vom Meer kommenden kühlen und feuchten Südostpassat einfangen zu können.
Bei der natürlichen Lüftung werden Lüftungsöffnungen und Druckdifferenzen zwischen innen und außen benötigt. Eine Thermik über mehrere Geschosse (z. B. Treppenhaus, Wohngalerie) kann hilfreich sein. Der thermische Auftrieb wird nur dann wirksam, wenn die Raumluft wärmer ist als die Außenluft bzw. eine Druckdifferenz durch den Windanfall erzeugt wird. Es können Luftwechselraten von über 10 h-1 erreicht werden. Der große Vorteil bei der natürlichen Lüftung liegt im ausreichender Luftaustausch bei geringen Betriebskosten. Natürlich müssen die Lüftungsöffnungen am Tage geschlossen sein.
Trombewand
Quelle: TU Darmstadt
Trombe-Wand
Der französischer Ingenieur Félix Trombe entwickelte 1950 eine massive Speicherwand, die außen dunkel angestrichen bzw. verkleidet ist, damit sich möglichst wenig Sonnenstrahlen reflektieren. Vor dieser Wand wird eine Glas- oder Kunststoffschicht installiert, und dadurch wird die Sonnenenergie in Wärmeenergie umzuwandeln und die Konstruktion auch klimatechnisch stabilisiert. Die Wand wird von der Sonne tagsüber erwärmt und speichert die Wärmeenergie. Die Wärme wird Abends an den Innenraum abgegeben. Durch diese Phasenverschiebung steht die Wärme in den kühlen Abendstunden zur Verfügung, während sie tagsüber in der Wand gespeichert wird und nicht in den Raum gelangt.  > mehr
 
 
 
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