Passive Infrarot Kühlanlage (PINC)

  • Dach wird über Rohrleitung mit Düsen mit Wasser besprenkelt.
    Dachverrieselung
  • Dach mit Passiver Infrarot Kühlanlage.
    Versuchsdach
  • Schema des Wasserkreislaufes zur Kühlung über das Dach.
    Schema Passive Infrarot Kühlanlage
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Das Experimentier- und Demonstrationsgebäude des ZAE Bayern, das Energy-Efficiency-Center (EEC), in Würzburg enthält einen Kühlwasserkreislauf zur Kühlung von Apparaturen sowie von Büroräumen mittels Kühldecken. Die Kälteerzeugung erfolgt mit der "Passiven Infrarot Kühlanlage" (PINC = Passive Infrared Cooling): Ein mit Regenwasser gefüllter Löschwassertank dient als Kühlwasserspeicher. Zur Rückkühlung wird das Regenwasser aus dem Tank nachts über das Dach geleitet, wo überwiegend durch Wärmestrahlung und in geringerem Maße durch Verdunstung und Konvektion eine passive Abkühlung erfolgt.
Ziel der Maßnahme ist die Nutzung von Regenwasser in einem Löschwassertank als Kalt-(Kühl-)wasser für Kühlzwecke (Doppelnutzung des Löschwassertanks). Die Rückkühlung des Regenwassers erfolgt durch natürliche Abkühlung (Wärmeabstrahlung, Konvektion, Verdunstung) auf flach geneigten Dächern. Für diese "passive Kühlung" ist keine Leistung erforderlich, lediglich mechanische Leistung zum Transport des Regenwassers von der Zisterne auf das Dach. Gegenüber konventionellen energieaufwändigen Kältemaschinen erreicht diese Anlage deutlich höhere Energie-Effizienz-Ratios (EER).

Wie wurde die Maßnahme umgesetzt?

Hauptverantwortliche Institution (Maßnahmenträger)ZAE Bayern
http://www.zae-bayern.de/
Kooperationspartner

Lang Hugger Rampp GmbH, Ebert Ingenieure GmbH, Siemens AG

Steuerungsinstrumente

Welches Steuerungsinstrument ist Bestandteil der Maßnahme?Direkte finanzielle Förderung (z.B. Subvention, Zuwendung), Informationsbereitstellung und Sensibilisierung
Bitte erläutern Sie die von Ihnen genannten Instrumente und deren Anwendung näher.

Energieeffizienz in Gebäuden ist ein zentrales FuE-Feld des ZAE Bayern. Das Institut befördert Ideen in die Praxis hier am Beispiel des eigenen Institutgebäudes EEC. Die breite Bevölkerung von Jugendlichen über interessierte Laien bis hin zu Fachleuten wird vor Ort im eigenen Info-Center, aber auch durch unterschiedliche Medien über die Innovationen informiert.

Beteiligung und Finanzierung

Stadt Würzburg
Berufsfeuerwehr Würzburg

Welche Formen der Beteiligung fanden statt?

Stadt Würzburg: Planungs- und Genehmigungsverfahren
Berufsfeuerwehr Würzburg: Abstimmung Löschwassertank

FinanzierungBund

Erfolg und Nutzen

Erfolgt eine systematische Evaluation der Maßnahme?Ja
Bitte beschreiben Sie die Evaluationsmethode

Eigenkontrolle durch ein umfangreiches Monitoring im öffentlich geförderten Projekt "MoniResearch" (BMWi) über 5 Jahre, Evaluation des Monitorings durch das externe EnOB-Begleitforschungsteam und öffentliche Darstellung der Messdaten.

Welche Erfolge wurden bis jetzt mit der Maßnahme erreicht?

Das Konzept der passiven Kühlung durch Strahlung, Konvektion und Verdunstung hat sich bewährt und ein umfangreiches Monitoring wurde in Betrieb genommen. Erste Ergebnisse des Monitorings ergaben Energie-Effizienz-Ratios (EER) im Bereich von 5 bis 20. Die passive Kühlung ist um so effizienter, je höher die Temperatur des Kühlwassers sein darf. Daher sollte nicht nur an (Büro-)Gebäudekühlung gedacht werden. Im EEC werden technische Anlagen und Maschinen mit einer Kühlwassertemperatur von ca. 18 °C sehr effektiv gekühlt. Seit Eröffnung des EEC kommen jährlich mehrere Tausend interessierte Besucher und informieren sich über die vorhandenen innovativen Gebäudetechniken.

Bringt die Maßnahme Nutzen für weitere Zielsetzungen außer dem Ziel der Anpassung an den Klimawandel?Klimaschutz: Einsparung von Treibhausgasemissionen oder Entfernung von Treibhausgasen aus der Atmosphäre
Erläuterung

Zum einen kommt es zur Reduktion von Treibhausgasemissionen und dem Energieverbrauch bei der Kühlung. Zum anderen wird auf klimaschädliche Kältemittel verzichtet.

Bringt die Maßnahme Nutzen für weitere Zielsetzungen außer dem Ziel der Anpassung an den Klimawandel?andere Umweltziele: z.B. Erhaltung der biologischen Vielfalt, Luftreinhaltung, Gewässerschutz, Ressourceneinsparung
Erläuterung

Die Nutzung von Regenwasser als Löschwasser und Kältespeichermedium schont die Umwelt.

Bringt die Maßnahme Nutzen für weitere Zielsetzungen außer dem Ziel der Anpassung an den Klimawandel?Ökonomische Ziele: z.B. Innovation, Erhöhung der Wettbewerbsfähigkeit von Unternehmen oder Regionen
Erläuterung

Durch die Maßnahme ist eine Reduktion von Energiekosten durch einen verringerten Energieverbrauch bei der Kühlung möglich.

Welche Hindernisse wurden überwunden?

Welcher Faktor stellt/stellte ein besonderes Hindernis bei der Umsetzung der Maßnahme dar?

Nachträglicher Einbau in vorhandene Gebäude ist oft technisch schwierig und teuer. Die Maßnahme sollte daher bei Neubau oder großen Sanierungen verwirklicht werden. Dabei ist eine ausreichend große und leicht geneigte Dachfläche erforderlich. In vielen Fällen sind aus brandschutztechnischen Gründen Löschwassertanks vorgeschrieben. Diese könnten so einer Doppelnutzung zugeführt werden.

Lösung

Beim EEC wurde deshalb ein Teil der Dachfläche als leicht geneigtes Metalldach ausgeführt.

Welche zusätzlichen Konflikte gab es?

Erläuterung

Es sind keine Konflikte bekannt.

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