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Natürliches Gletschereis war für die Menschen früher eine der Möglichkeiten, um auch bei sommerlicher Hitze verderbliche Lebensmittel längere Zeit genießbar zu halten.
© Stubaier Gletscherbahn KG
Kälte machen - mit Strom, Wärme oder natürlicher Kälte
basisEnergie Nr. 20
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Energie sparen bei der Kälteerzeugung

Hitze macht müde und senkt die Leistungsfähigkeit. Lebensmittel verderben schneller, wenn es warm ist. Von jeher bemüht sich der Mensch daher um Kühlung. Heute treibt der wachsende Kältebedarf weltweit den Energieverbrauch in die Höhe und belastet das Klima. Auch bei der Kälteerzeugung braucht man Technologien, die Energie effizient nutzen.

Menschen kühlen bereits seit Jahrhunderten Gebäude und Vorratslager. So wird beispielsweise in der traditionellen arabischen Architektur die kühlende Wirkung verdunstenden Wassers ebenso eingesetzt wie Belüftungssysteme, die Gebäuden frische Nachtluft zuführen. Bereits die Römer kühlten ihre Lebensmittel mit Gletschereis, das sie aus den Hochgebirgen in die Städte transportieren ließen. Mit der Erfindung des Kühlschranks wurde es möglich, Kälte unabhängig von Jahreszeiten bereit zu stellen. Dank der flächendeckenden Stromnetze finden sich Kühl- und Gefriergeräte bei uns in fast allen Haushalten und Betrieben. Kältemaschinen machen Verdunstungskälte nutzbar, die entsteht, wenn eine Flüssigkeit (Kühlmittel) verdampft. Dieser physikalische Prozess entzieht der Umgebung Wärme und senkt so die Temperatur. Übertragen auf die Trägermedien Luft oder Wasser kann diese Kältewirkung in Kühl- und Gefrierräumen oder zur Kühlung von Gebäuden und Industrieprozessen verwendet werden.

Die meisten Kältemaschinen werden durch elektrischen Strom angetrieben, aber auch thermische und mechanische Antriebe sind möglich. In Deutschland werden jährlich ca. 66 Mrd. kWh Strom und 11 Mrd. kWh nicht elektrischer Energie für die technische Kälteerzeugung verwendet. Dies entspricht 14% des deutschen Strombedarfs und 5,8% des Primärenergieverbrauchs. Hiervon entfallen67% auf die Nahrungsmittelindustrie, 22% auf die Klimatisierung von Gebäuden und 9% auf die übrige Industrie. Bei der Klimatisierung werden gleichzeitig Temperatur und Luftfeuchte in Innenräumen durch eine Klimaanlage reguliert.

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Derartige Anlagen finden sich bei uns meist in Nicht- Wohngebäuden. Typisch sind Gebäude, in denen sich viele Menschen versammeln (z. B. Theater, Sporthallen) und Gewerberäume, in denen zur Abwärme der Beschäftigten noch die der Geräte und Beleuchtung hinzukommt. Die heute üblichen Glasfassaden tragen dazu bei, dass auch in gemäßigten Klimazonen der Kühlbedarf von Gebäuden steigt. Zurzeit werden weltweit jährlich 50 Millionen Klimaanlagen installiert. Dabei nimmt Deutschland mit 100.000 Anlagen noch einen hinteren Platz ein. Aber auch hier dürfte sich bis 2020 die gekühlte Gebäudefläche auf 3,8 m² pro Einwohner nahezu verdreifachen.

Klima schonender als Strom betriebene Kompressionskältemaschinen sind die mit Wärme angetriebenen (thermischen) Kältemaschinen, die bis zu 30% geringere Kohlendioxidemissionen verursachen. Solare Kühlung macht gar die nahezu CO2-neutrale Kühlung von Gebäuden möglich. Gut gedämmte Gebäude können – als eine weitere Möglichkeit – durch passive Kühlsysteme, etwa die Zufuhr kühler Nachtluft, auch während Hitzeperioden ein angenehmes Raumklima ohne Strom verbrauchende Klimaanlage schaffen.

 

 

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