Nachhaltigkeitsanalyse einer zweistufig adiabaten Kühlung

Abstract

Im Rahmen dieser Masterarbeit wird die Nachhaltigkeit einer zweistufig adiabaten Kühlung als potenzielle Alternative zu konventionellen Kältekompressionsmaschinen für die Raumluftkonditionierung in Industriegebäuden untersucht. Ziel ist eine ganzheitliche Bewertung ökologischer und ökonomischer Aspekte. Besonderer Fokus liegt dabei auf CO2-Emissionen, Strom- und Wasserverbrauch sowie daraus resultierenden Betriebskosten. Weiters ermöglicht eine Abschätzung der bei der Produktion der Anlage entstehenden CO2-Emissionen und der Einbezug der Investitionskosten einen ganzheitlichen Vergleich zwischen den Technologien. Die zweistufig adiabate Kühlung stellt eine Kombination aus indirekter und direkter Verdunstungskühlung dar. Dadurch verzichtet das System komplett auf Kältemittel und energieintensive Kompressoren. Dafür ist die erzielte Leistung abhängig von den vorherrschenden klimatischen Bedingungen und kann zeitweise unter den spezifischen Anforderungen liegen. Methodisch erfolgt die Analyse auf Grundlage einer standortbezogenen Simulation. Es werden drei verschiedene Standorte betrachtet, um eine differenzierte Betrachtung der Leistungsfähigkeit bei verschiedenen Klimabedingungen zu ermöglichen. Die Ergebnisse zeigen, dass die zweistufig adiabate Kühlung unter den passenden klimatischen Bedingungen eine nachhaltige und wirtschaftliche Alternative zu herkömmlichen Kompressionskältemaschinen darstellt. An Standorten mit klimatischen Bedingungen wie Linz, liefert die zweistufig adiabate Kühlung brauchbare Zulufttemperaturen bei geringeren CO2-Emissionen und Betriebskosten als eine vergleichbare Kompressionskältemaschine. Besonders effizient kann sie in trockenen Umgebungen, wie zum Beispiel in Thessaloniki betrieben werden. Hier sind sowohl die Betriebskosten als auch die CO2- Emissionen deutlich geringer als bei einer vergleichbaren Kompressionskältemaschine. Aufgrund der Abhängigkeit der Zulufttemperaturen von den Außenlufttemperaturen tritt jedoch gerade an diesen Standorten eine hohe Stundenzahl im Jahr auf in denen die Zieltemperaturen verfehlt werden. In Thessaloniki betrifft das 24% der Betriebsstunden. Um diese Schwachstelle der zweistufig adiabaten Kühlung auszubessern, werden bereits Hybridanlagen eingesetzt. Diese haben eine deutlich kleiner dimensionierte Kompressionskältemaschine verbaut, um bei Bedarf nachkühlen zu können.

Datum der Bewilligung	2025
Originalsprache	Deutsch (Österreich)
Betreuer/-in	Albert Angerbauer (Betreuer*in)