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Passive Infrarot Kühlanlage (PINC)

Dach wird über Rohrleitung mit Düsen mit Wasser besprenkelt. Dach mit Passiver Infrarot Kühlanlage. Schema des Wasserkreislaufes zur Kühlung über das Dach.

Das Experimentier- und Demonstrationsgebäude des CAE, 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 Wasser aus dem Tank nachts über das Dach geleitet, wo überwiegend durch Wärmestrahlung und in geringerem Maße durch Verdunstung und Konvektion eine passive Abkühlung des Wassers 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 lediglich die mechanische Leistung zum Transport des Regenwassers vom Löschwassertank auf das Dach erforderlich. Gegenüber konventionellen energieaufwändigen Kältemaschinen erreicht diese Anlage deutlich höhere Energie-Effizienz-Ratios (EER). Weiterhin wird das Regenwasser in geringem Umfang auch zum Bewässern der Außenanlagen genutzt.

Eckdaten zur Maßnahme

Maßnahmenträger

Maßnahmenträger
CAE https://www.cae-zerocarbon.de
Kooperationspartner
Lang Hugger Rampp GmbH, Ebert Ingenieure GmbH, Siemens AG

Dauer und Finanzierung

Beginn der Umsetzung
Dauer der Umsetzung
2011-2013, ab 2014 anschießend 5 Jahre Monitoring
Mit welchen Mitteln wurde die Maßnahme finanziert?
  • Bund
ca. 150.000 EUR netto (inkl. Löschwassertank, Messtechnik und Kühlsysteme im Gebäude)

Die Maßnahme wurde im Rahmen des Projekts "Demonstration von Energieeffizienz und des Einsatzes erneuerbarer Energieträger am Neubau eines innovativen Forschungsgebäudes - DEENIF" vom BMWi auf Grund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert (FKZ 0327879A). Die Förderung erfolgte im Rahmen des Programms "Energieoptimiertes Bauen EnOB".

Weiterführende Links

Beteiligung

Stadt Würzburg
Berufsfeuerwehr Würzburg
Welche Formen der Beteiligung fanden statt?
  • Bereitstellung von Informationsmaterialien
  • Dialogveranstaltungen, Konferenzen, Workshops
  • Informationsveranstaltungen
Öffentliche Bereitstellung von Monitoringdaten im Web, auch unter https://energy-efficiency-center.de/eec-monitoring/
Erläuterung
Stadt Würzburg: Planungs- und Genehmigungsverfahren
Berufsfeuerwehr Würzburg: Abstimmung Löschwassertank

Erfolge

Welche Erfolge konnten Sie mit Ihrer Maßnahme erzielen?
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.
Wie wird der Erfolg der Maßnahme evaluiert?
  • Experiment (z.B. Pre-Test, Labor- und Feldexperimente, Ortsbegehung)
  • Monitoring (z.B. Messung, Erfassung von Daten, TN-Zahlen, Webseitenklicks)
  • Andere Methode
Erläuterung
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.
Hat die Maßnahme positive Nebeneffekte?
  • Ja, Klimaschutz: Einsparung von Treibhausgasemissionen oder Entfernung von Treibhausgasen aus der Atmosphäre
  • Ja, Natur-, Umwelt- und Ressourcenschutz: z. B. Erhaltung der biologischen Vielfalt, Luftreinhaltung, Gewässerschutz, Ressourceneinsparung
  • Ja, wirtschaftliche Leistungsfähigkeit: z. B. Innovation, Erhöhung der Wettbewerbsfähigkeit von Unternehmen oder Regionen
Zum einen kommt es zur Reduktion von Treibhausgasemissionen und dem Energieverbrauch bei der Kühlung. Zum anderen wird auf klimaschädliche Kältemittel verzichtet. Die Nutzung von Regenwasser als Löschwasser und Kältespeichermedium schont die Umwelt. Durch die Maßnahme ist eine Reduktion von Energiekosten durch einen verringerten Energieverbrauch bei der Kühlung möglich.

Hindernisse

Welche Hindernisse gab es während der Umsetzung?
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. Beim EEC wurde deshalb ein Teil der Dachfläche als leicht geneigtes Metalldach ausgeführt.
Es sind keine Konflikte bekannt.

Kontaktdaten

Stephan Weismann
CAE
Magdalene-Schoch-Straße 3
97074 Würzburg
Deutschland
Abteilung
Energieeffizienz
E-Mail
info@cae-zerocarbon.de
Telefonnummer
0931-70564-0
Faxnummer
0931-70564-600

Ort der Umsetzung

Magdalene-Schoch-Straße 3
97074 Würzburg
Deutschland

Bayern

Kategorien

Hitzeperioden Starkregen/Sturzfluten Höhere Durchschnittstemperaturen Finanzielle Förderung (z.B. Subvention, Zuwendung) Freiwillige Vereinbarung, Kooperation Informationsbereitstellung und Sensibilisierung Sonstige Forschungseinrichtung
Kurzlink: https://www.uba.de/n43779de