Die Bedeutung der Enthalpie bei der freien Kühlung von Lüftungsgeräten (AHUs)

„Freie Kühlung“ ist ein hocheffizientes und kostengünstiges Kühlsystem, das die natürliche Außenluft zur Unterstützung des Kühlprozesses in Innenräumen nutzt.

Anstatt sich ausschließlich auf die energieintensive mechanische Kühlung zu verlassen, nutzt die freie Kühlung die günstigen Außenbedingungen, um die Wärmelast in einem Gebäude zu reduzieren.

Dieser Ansatz ist besonders vorteilhaft:

während kühlerer Jahreszeiten (oder kühlerer Tageszeiten),
im Frühjahr und Herbst (Übergangsjahreszeiten),
oder in Klimazonen, in denen die Außenlufttemperatur konstant niedriger ist als die gewünschte Innentemperatur.
Das Prinzip der freien Kühlung ist einfach, aber genial. Wenn die Außenluft kühler und weniger feucht ist als die Innenluft, kann sie in das RLT-Gerät gesaugt und zur Aufnahme und Ableitung von Raumwärme verwendet werden. Dieser Prozess reduziert die Abhängigkeit von herkömmlichen Kühlsystemen erheblich und spart dadurch Energie und senkt die Betriebskosten.

In der Praxis wird die freie Kühlung genutzt, wenn die Außenlufttemperatur mindestens ein Grad Celsius (1°C) unter der Innenlufttemperatur liegt.

In vielen Fällen wird die freie Kühlung in einem RLT-Gerät angewendet, ohne den Energiegehalt der Innen- und Außenluft zu berücksichtigen, was oft zu Fehlern führt.

Die präzise Methode zur Bestimmung der Eignung der freien Kühlung in RLT-Geräten besteht darin, die Enthalpien der Innen- und Außenluft zu vergleichen. Die Enthalpie, als Maß für den Gesamtenergiegehalt, liefert eine weitaus genauere Beurteilung als die Temperatur allein.

Freie Kühlung sollte nur angewendet werden, wenn die Enthalpie der Außenluft niedriger ist als die der Innenluft. Dadurch wird sichergestellt, dass der Energiegehalt wirklich reduziert wird, was zu einer effektiven Kühlung führt.

Bei modernen Kühlprozessen, insbesondere bei solchen, bei denen RLT-Geräte sowohl die relative als auch die absolute Luftfeuchtigkeit regeln, ist es üblich, dass die Raumluft im Vergleich zur Außenluft einen niedrigeren Feuchtigkeitsgehalt aufweist. Trotz höherer Temperatur bedeutet der niedrigere Feuchtigkeitsgehalt, dass die Innenluft einen geringeren Energiegehalt aufweist.

Wird die freie Kühlung aktiviert, ohne zuvor die Enthalpien zu vergleichen, kann unbeabsichtigt zu viel Feuchtigkeit in die Innenräume gelangen. Diese erhöhte Feuchtigkeit kann aufgrund des höheren Partialdrucks in Materialien eindringen, die zuvor getrocknet wurden, um die Luftfeuchtigkeit in Innenräumen niedrig zu halten.

Dies kann die Luftqualität in Innenräumen beeinträchtigen und die Bemühungen um eine wirksame Kontrolle der Luftfeuchtigkeit zunichte machen.

Hochwertige, industrietaugliche Sensoren spielen hier eine entscheidende Rolle, indem sie die Enthalpie, den Taupunkt und die Dichte der feuchten Luft genauestens messen, um optimale Bedingungen für die Umsetzung der freien Kühlung zu gewährleisten.

Andivi bietet Enthalpie-Sensoren mit Modbusund/oder BACnet zur präzisen Berechnung der Enthalpie. Diese Sensoren sind in praktischen, einfach zu installierenden Gehäusen untergebracht und lassen sich nahtlos in Lüftungsgeräte (AHUs) und andere HLK-Systeme integrieren, um eine zuverlässige Lösung für eine optimierte Leistung zu bieten. Zum Beispiel: Modbus Enthalpie Sensor ANDRFFT/R-MD/S

Die Implementierung der freien Kühlung in RLT-Geräten erfordert ausgeklügelte Kontrollsysteme, die die Innen- und Außenluftbedingungen kontinuierlich überwachen und vergleichen.

Diese Systeme passen Klappen und Ventilatoren an, um die Zufuhr von Außenluft mit geringerer Enthalpie zu maximieren und gleichzeitig die Luftqualität und den Komfort im Innenraum zu erhalten.

Durch die intelligente Steuerung der Vermischung von Außen- und Umluft können RLT-Geräte ein gleichmäßiges und angenehmes Raumklima aufrechterhalten und gleichzeitig den Energiebedarf erheblich senken.

Nachhaltigkeit und freie Kühlung

Darüber hinaus ist die freie Kühlung ein umweltfreundlicher Ansatz, der mit nachhaltigen Baupraktiken in Einklang steht. Durch die Verringerung der Abhängigkeit von mechanischer Kühlung werden die Treibhausgasemissionen gesenkt und Energieeinsparungen gefördert.

Dies steht im Einklang mit der modernen Energiepolitik und der zunehmenden Bedeutung eines nachhaltigen und umweltfreundlichen Gebäudebetriebs.

Um die Anwendung der freien Kühlung in RLT-Geräten zu optimieren, ist es entscheidend, die Enthalpie nicht nur tagsüber, sondern auch nachts zu vergleichen. Tageszeitliche Temperatur- und Feuchtigkeitsschwankungen können den Energiegehalt der Luft erheblich beeinflussen. Durch die kontinuierliche Überwachung und den Vergleich der Enthalpie von Innen- und Außenluft während des 24-Stunden-Zyklus können HLK-Systeme die freie Kühlung genauer und effektiver umsetzen. Dieser wachsame Ansatz stellt sicher, dass die Kühlprozesse gleichbleibend effizient sind und die jeweils günstigsten Außenbedingungen genutzt werden, wodurch die Gesamtenergieeinsparungen erhöht werden und gleichzeitig eine optimale Raumluftqualität erhalten bleibt.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die freie Kühlung in RLT-Geräten eine intelligente und nachhaltige Methode ist, die die Nutzung der natürlichen Außenluft zur Aufrechterhaltung des thermischen Komforts in Innenräumen optimiert. Sie erfordert eine präzise Steuerung und Überwachung der Lufteigenschaften, um effektiv zu sein, was die Bedeutung fortschrittlicher Sensoren zur Überwachung der Enthalpie (Modbus Enthalpie Sensor ANDRFFT/R-MD/S für das Erreichen dieses Gleichgewichts unterstreicht.

Für Fachleute in der HLK-Branche kann das Verständnis und die Nutzung der freien Kühlung zu erheblichen Energieeinsparungen, geringeren Betriebskosten und mehr Nachhaltigkeit im Gebäudemanagement führen.