Wärme kann man zum Kühlen nutzen
Schweizer Forschende machen die spanische Küche klimafreundlich. Sie nutzen Wärme statt Strom, um Suppen auf Gazpacho-Temperatur zu kühlen.
Das Wichtigste in Kürze
- Kühlschränke und Klimaanlage brauchen Strom und sind dadurch schädlich für die Umwelt.
- Adsorptionswärmepumpen nutzen Wärme statt Strom zum Kühlen und werden in Spanien getestet.
Wenn es nicht mehr reicht, die Fenster aufzureissen, wenn Ventilatoren nur noch heisse Luft mischen: Dann muss eine Klimaanlage her. Doch die frisst Strom und ist somit potenziell schlecht für die Umwelt.
Dabei gibt es einen Weg, Gebäude nicht elektrisch zu kühlen. Sondern genau mit dem, was sie im Sommer so unerträglich macht: mit Wärme.
Das funktioniert über sogenannte Adsorptionswärmepumpen. Ihre Anwendung im industriellen Stil testen Schweizer Wissenschaftler derzeit in dem von der EU geförderten Projekt Hycool in Spanien.
Dort steht die Fabrik einer Firma, die unter anderem Gazpachos herstellt – die traditionellen, kalten Suppen der spanischen Küche. Um diese zu kühlen, nutzt die Firma keinen Kühlschrank, sondern Sonnenenergie, über die heisser Wasserdampf erzeugt wird.
Ein Schwamm, der kühlt
Diese Wärmequelle speist eine spezielle Adsorptionswärmepumpe. Ihre Aufgabe ist es, kaltes Wasser herzustellen, welches den Kühlkreislauf der Fabrik versorgt. Aber wie bekommt man Wasser kalt ohne Kühlschrank?
Einfach, indem man es verdunsten lässt. Das entzieht dem verbleibenden flüssigen Wasser Energie, wodurch es kälter wird. Man nennt diesen Effekt Verdunstungskälte.
Damit das richtig gut klappt, braucht es die Adsorptionswärmepumpe. Sie benutzt ein spezielles, von der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt Empa entwickeltes Material. Das enthält viele winzige Poren, um den verdunsteten Wasserdampf aufzufangen wie ein Schwamm.
Wiederverwendbarer kühlender Schwamm
Man kann sich den Aufbau einer solchen Maschine ungefähr so vorstellen: In einer Kammer befindet sich das zu kühlende Wasser, welches langsam verdunstet und dadurch kälter wird.
In einer anderen befindet sich der Schwamm. Dazwischen ist ein Ventil. Öffnet man dieses, saugt der Schwamm das verdunstete Wasser blitzschnell auf und beschleunigt die weitere Verdunstung. Und damit die Abkühlung des verbleibenden Wassers.
Der Clou: Ist der Schwamm vollgesaugt, wird er auf der anderen Seite durch die Wärme aus der Solarenergie wieder getrocknet. Dann kann er wiederverwendet werden.
Aber nicht nur Solarenergie, sondern jegliche Art von Abwärme eignet sich, diese Wärmepumpe zu betreiben. Denn in vielen Anlagen, seien es Serverparks, Grossküchen oder Waschsalons, entsteht Abwärme.
Diese ist mit um die 70 Grad Celsius nicht heiss genug, um damit Generatoren anzutreiben und somit Strom produzieren. Also verpufft sie meistens ungenutzt.
Technologie noch zu teuer
Wenn es so einfach ist, warum machen das nicht längst schon alle? «Das Problem ist, dass die Anwendung dieser Technologie teuer ist. Im Moment ist es immer noch billiger, einfach mit Strom zu kühlen», sagt Matthias Koebel, Abteilungsleiter an der Empa.
Deswegen gehe es bei dem Projekt in Spanien auch mehr um die Präsentation. Wie und dass solche Anlagen auch in industriellem Massstab funktionieren.
Aber die Methode ist nicht nur für die Industrie gedacht. Auch Eigenheimbesitzer könnten in Zukunft statt Klimaanlage, solche Wärmepumpen nutzen, um ihr Haus zu kühlen.
Zum Beispiel, wenn sie eine Solarthermieanlage auf dem Dach haben. Empa-Forscher Koebel sagt: «Es ist durchaus wahrscheinlich, dass in zehn Jahren ein bedeutender Teil des sommerlichen Kühlbedarfs mit Solar- und Abwärme gedeckt wird.»
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«Nau forscht»
Im Rahmen dieser Serie erscheint jeden Sonntag ein exklusiver Beitrag des Wissenschaftsmagazins «higgs».
Dieser Beitrag wurde verfasst von Cornelia Eisenach.
