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Klimatechnik Spezialfolien für angenehmes Klima

| Redakteur: Beate Christmann

Das Fraunhofer-Institut für Bauphysik (BIP) hat eine Klimatechnologie entwickelt, die bis zu 70 % weniger Energie benötigen soll, als gewöhnliche Kühlsysteme: Mit wärmedurchlässiger Spezialfolie bespannte Deckenpaneele werden innerhalb von drei Minuten gekühlt, sodass sich unterhalb der Module ein angenehmes Klima einstellt. Schimmelanfällige und zugluftverursachende Klimaanlagen könnten damit nach Ansicht der Entwickler bald der Vergangenheit angehören. Ab Mitte 2017 soll das System verfügbar sein.

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Das neuartige Kühlelement reduziert innerhalb von nur drei Minuten die gefühlte Temperatur. Neben Temperierung und Beleuchtung verbessert das modulare System auch die Raumakustik.
Das neuartige Kühlelement reduziert innerhalb von nur drei Minuten die gefühlte Temperatur. Neben Temperierung und Beleuchtung verbessert das modulare System auch die Raumakustik.
(Bild: Fraunhofer-IBP)

Klimaanlage im Sommer, Heizung im Winter – der Mensch versucht sich das Klima so angenehm wie möglich zu gestalten. Dass diesesVerhalten die Umwelt erheblich belastet, darüber sind sich viele Verbraucher nicht im Klaren. Aber Kühlen und Heizen machen rund 32 % des globalen Energieverbrauchs und rund 30 % der CO2-Emissionen aus. Mit dem Klimawandel steigt der Bedarf an Kühlung weiter. Doch nicht nur die Umwelt wird belastet. Auch für den Menschen können Kühlsysteme ein Gesundheitsrisiko darstellen: Werden Klimaanlagen nicht richtig gewartet, bildet sich in der Anlage und den Kanälen Schimmel. Dies wirkt sich, ebenso wie die Zugluft, negativ auf das Immunsystem aus.

In Europa setzt sich zunehmend eine effizientere und gesündere Raumtemperierung durch: In Decken, Wänden und Fußbodenflächen werden aktive Systeme verbaut. Ähnlich den Heizkörpern einer Zentralheizung werden sie von kaltem Wasser durchströmt. Diese Bauteiltemperierung stößt jedoch schnell an ihre Grenzen: Erreichen die gekühlten Oberflächen den Taupunkt, bildet sich daran – wie an einem Glas kalter Limonade – Kondenswasser.

Minimaler Energieverbrauch

Eine neuartige Technologie von Forschern des Fraunhofer-Instituts für Bauphysik IBP verhindert das Entstehen von Kondenswasser im System. Clear Sky Cooling, multifunktionale Deckenmodule, sind mit wärmedurchlässiger Spezialpolymerfolie bespannt. Diese wirkt wie ein Isolierglas und ermöglicht den Paneelen, weit unterhalb der Taupunkttemperatur zu arbeiten, ohne Kondenswasserbildung. Die Technologie ist multifunktional. Die etwa 2 m2 großen Module lassen sich flexibel kombinieren und und sparen als effiziente LED-Flächenbeleuchtung Energie. Mit der akustischen Aktivierung vereinfacht das System die Schnittstellenplanung. Die hohe modulare Integrationsdichte spart Bauvolumen und Installationszeit. Die individuell bedruckbaren Folien sind einfach wechselbar. Die langlebigen Module können demontiert und neu eingesetzt werden.

Die erfrischende Wirkung der Kühldecke funktioniert ähnlich wie die des sternenklaren Himmels in einer heißen Sommernacht: Die Luft wird gleich nach dem Sonnenuntergang als so angenehm kühl empfunden, weil der offene, kalte Nachthimmel die Wärme aufnimmt. Hierdurch sinkt die gefühlte Temperatur sofort. Nach demselben physikalischen Prinzip wirken die Deckenpaneele: Die kalten Kühlflächen nehmen die von Personen abgegebene Wärme direkt, geräuschlos und zugluftfrei auf. Die Flächen werden auf Knopfdruck oder per Anwesenheitssensorik gekühlt, sodass sich – wie unter dem kühlen Nachthimmel – unterhalb der Module innerhalb von rund drei Minuten ein angenehmes Klima einstellt.

System für offene Bereiche

Das Umgehen der Problematik der Taupunkttemperatur ermöglicht es, das System auch in offenen Bereichen, etwa an Industriearbeitsplätzen oder Großraumbüros, einzusetzen. Anstatt im Raum kalte Luft zu verwirbeln, absorbieren die Module die natürliche Strahlungswärme. Diese zonale Einsetzbarkeit macht Clear Sky Cooling besonders energiesparend. Anwendung findet sich insbesondere in gesundheitlich sensiblen Bereichen wie Krankenhäusern, Rehazentren und Fitnessstudios, aber auch in Großraumbüros, Kongressräumen sowie an Industriearbeitsplätzen. Das System funktioniert unabhängig von umgebender Zugluft und Luftfeuchtigkeit und arbeitet daher besonders sicher und wartungsfrei.

Das inzwischen sechsköpfige Team erhielt den Exist-Förderungstransfer I, eine Start-up Forschungsförderung des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi). Aktuell wird das Projekt unter dem Namen „Interpanel GmbH“ aus Fraunhofer ausgegründet, mit Alexander Buff als Geschäftsführer. Mitte 2017 ist das multifunktionale Flächenkühl- und Heizsystem verfügbar.

Clear Sky Cooling auf der Messe BAU

Während der Messe BAU vom 16. bis 21. Januar 2017 in München führt die künftige Fraunhofer-Ausgründung Interpanel GmbH ihre Innovation auf der Sonderschau „Fraunhofer Stadt-Labor – mit Forschung und Entwicklung Lebensräume gestalten“ der Fraunhofer-Allianz Bau vor (Halle C2, Stand 538).

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