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Wetterschutzhaube mit integrierter nachhaltiger Kühlfunktion | NaKu-WSH

Rebekka Grüttner / M. Sc.

+49-351-4081-5314

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in Bearbeitung

Nachrüstbare innovative Zuluftkühlung für dezentrale Lüftungsgeräte

Kurzbeschreibung

Dezentrale Lüftungssysteme mit einer Luftleistung von bis zu 50 m³/h werden im Neubau, in der energetischen Sanierung oder beim seriellen Bauen genutzt. Diese sind mit einer effizienten Wärmerückgewinnung ausgestattet und haben sich für den Winterbetrieb zur Aufrechterhaltung behaglicher Raumzustände als Stand der Technik etabliert. Zunehmend spielt der sommerliche Wärmeschutz eine Rolle, weshalb energie- und kosteneffiziente Kühlfunktionen in Kombination mit Lüftung immer bedeutender werden. Sie verfügen aber aktuell nicht über eine Kühlfunktion für den Sommerbetrieb.

Entwickelt wird eine neuartige Wetterschutzhaube mit nachhaltiger Kühlfunktion für dezentrale Lüftungsgeräte, die mittels indirekter Verdunstungskühlung die Zuluft auch an heißen Sommertagen energiearm absenkt – ohne Feuchteeintrag in den Raum. Durch den Einsatz von Naturmaterialien und den geringen zusätzlichen Energiebedarf leistet die Lösung einen Beitrag zu Dekarbonisierung und Ressourcenschonung im Gebäudesektor. Damit wird die thermische Behaglichkeit auch bei steigenden Temperaturen infolge des Klimawandels gewährleistet. Das Projekt unterstützt die Energieeffizienz- und Klimaziele im Gebäudebereich und bietet eine nachhaltige, nachrüstbare Alternative zu konventioneller Klimatisierung.

Bild 1: Funktionsprinzip für die Luftkühlung mittels indirekter Verdunstung von Wasser für eine Wetterschutzhaube

Bild 2: Grundidee für die neue Komponenten Wetterschutzhaube mit Kühlfunktion für ein Push-Pull-Lüftungsgerät

Einsatzbereiche

Nachrüstung an bestehenden dezentralen push-pull-Lüftungsgeräten in Wohn- und Bürogebäuden, um diese um eine Kühlfunktion zu erweitern
Eigenständige Fassadengeräte zur Zuluftversorgung, z. B. im Fensterbereich
Als energiesparende Lösung für leichte Kühlaufgaben in Passivhäusern sowie in anderen energieeffizienten und energetisch sanierten Gebäuden
Städtische und verdichtete Baugebiete, die durch den Klimawandel besonders von sommerlicher Überhitzung betroffen sind

Zielstellung

Das Projekt „Wetterschutzhaube mit integrierter nachhaltiger Kühlfunktion“ (kurz NaKu-WSH) zielt auf die Entwicklung einer innovativen, nachhaltigen und nachrüstbaren Kühlkomponente für Lüftungssysteme ab. Hierbei wird mit Hilfe der indirekten Verdunstungskühlung die thermische Behaglichkeit auch bei hohen Außentemperaturen ermöglicht.

Die zentralen Ziele sind:

Kühlung der Zuluft ohne Feuchteeintrag in den Raum um mind. 4 K für die Nachrüstlösung bzw. 7 K für das eigenständige Gerät
Einfache Nachrüstbarkeit und robuste Funktionalität, unter Nutzung vorhandener Montageschnittstellen
Wirtschaftlichkeit und Wartungsfreundlichkeit, mit Zugang ausschließlich von der Rauminnenseite
Nachhaltigkeit durch Nutzung von Wasser als Kühlmedium und Naturmaterialien für Teilkomponenten

Vorgehen

Theoretische und experimentelle Untersuchungen geeigneter Material- und Wärmeübertragerlösungen
Konzeptentwicklung und Dimensionierung der Wärmeübertragung
Konzeptentwicklung der Wasserspeicherung und -versorgung
Design einer Haubengeometrie mit Hinblick auf Luftführung, Wärmeschutz, Fassadenintegration und Einsatz photovoltaischer Stromerzeugung
Konstruktion eines Demonstrators als Nachrüstoptionund eines zweiten Demonstrators als eigenständiges Lüftungsgerät
Untersuchung der Demonstratoren im Klimalabor unter realistischen Bedingungen (Außenluft 27–35 °C, bis 80 % r. F.)

Ergebnisse / aktueller Stand

... in Bearbeitung.

Fazit / Ausblick

Mit der Entwicklung einer nachrüstbaren Wetterschutzhaube mit integrierter nachhaltiger Kühlfunktion wird ein neuartiges, ressourcenschonendes Bauteil für dezentrale Lüftungsgeräte geschaffen, welches die Zulufttemperatur in heißen Perioden deutlich absenken kann, ohne große Strommengen zu verbrauchen und ohne zusätzliche Feuchte in den Innenraum einzutragen. Damit trägt das Projekt unmittelbar zur Steigerung der thermischen Behaglichkeit, zur Reduzierung des Energiebedarfs für Kühlung und zur Erreichung der Klimaziele im Gebäudebereich bei. Die Kombination aus energieeffizientem Kühlprinzip, einfacher Nachrüstbarkeit und wartungsfreundlichem Design bietet praxisnahe Lösungen sowohl für Neubau- als auch für Bestandsgebäude.

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