Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Systeme für die nachhaltige Kühlung in Gebäuden und industriellen Prozessen

Angesichts von Klimawandel und Energiewende gibt es erhebliche Bemühungen, die Energieeffizienz in den Bereichen Strom und Wärme zu steigern. Dagegen hat der zunehmende Energieverbrauch zur Kühlung bisher wenig Aufmerksamkeit erhalten.

Der Bedarf an Kühlanwendungen für Wohn-, Büro- und Industriegebäude sowie -prozesse steigt kontinuierlich an. Um deren Beitrag zum Klimawandel zu minimieren, ist eine breite Anwendung energieeffizienter, nachhaltiger Kühlsysteme notwendig, die keine klimaschädlichen Stoffe (z. B. HFK) enthalten. Bereits am Markt verfügbare, nachhaltige Kühllösungen werden bisher kaum eingesetzt. Dies ist auf fehlende Kenntnisse über die Vorteile, mangelnde Praxiserfahrung sowie fehlende Richtlinien zur richtigen Auswahl, Auslegung und Installation zurückzuführen.

Im Projekt SCoolS sollen diese Probleme mittels eines interdisziplinären Ansatzes angegangen werden. Zunächst werden nachhaltige Kühltechnologien durch Vor-Ort-Messungen hinsichtlich relevanter Zielgrößen charakterisiert. Die Ergebnisse werden durch Labormessungen an unterschiedlichen Kühlsystemen und Prozessen ergänzt. Danach werden eine Simulationsumgebung zur zielgenauen Auslegung und Leistungsbewertung und ein auf KMU zugeschnittenes Werkzeug zur Entscheidungsunterstützung entwickelt. Diese erlauben Installateuren und Anwendern eine individuelle Evaluation der Leistung, Kosten- und Energieeffizienz nachhaltiger Kühlsysteme. Das Ziel von SCoolS ist die gesteigerte Verbreitung nachhaltiger Kühlung, insbesondere bei KMU. Diese profitieren durch verfügbares Anwendungswissen sowie eine robuste Entscheidungsunterstützung.

Die komplementäre Expertise der Projektpartner erlaubt die gewinnbringende Betrachtung grundlegender Gemeinsamkeiten zwischen Wohnungs-, Büro- und Industriekühlung sowie der Interdependenz von Gebäude- und Prozesskühlung. Darüber hinaus können die Partner die Erkenntnisse und Werkzeuge ideal für die Zielgruppe, insbesondere KMU in Belgien und Deutschland, verfügbar zu machen.

Ergebniszusammenfassung:

Das Forschungsvorhaben wurde mit der Bereitstellung kostenfreier Anwendertools als bleibende Ergebnisse erfolgreich abgeschlossen. Der Fokus dieser Tools liegt auf der anwenderspezifischen Informationsvermittlung zu nachhaltigen Kühlsystemen zu Beginn eines Anlagenbeschaffungsprozesses. Dieser Schwerpunkt wurde von den Industriepartnern gewünscht, da hier eine Notwendigkeit gesehen wurde und dies anhand weniger, einzugebender Parameter in einem Anwendungstool belastbar und seriös umzusetzen ist. Die Detailauslegung nachhaltiger Kühlsysteme wird mit dem Anwendungstool bewusst nicht geleistet, da die Komplexität der Nutzung des Tools stark steigen würde und mit ihr die niedrige Einstiegshürde nicht gegeben wäre.

Die Herausforderung, mit möglichst wenigen Eingabeparametern möglichst genaue Empfehlungen für die Detailplanung zu geben, hat sich als nicht praktikabel und faktenfundiert umsetzbar erwiesen. Somit konnte ein Beitrag für ein effizienteres Vorgehen zu einem Produktbeschaffungsprozess von nachhaltigen Kühlsystemen und Optimierungsmaßnahmen dieser geleistet werden, wobei für die Detailplanung und Umsetzung auf weitere Partner als Wissensträger von Fachwissen zurückzugreifen ist. Zudem wurden übertragbare Simulationsmodelle und KI-basierte Analysewerkzeuge zur Gebäudekühlung entwickelt.

Durch die Nutzung der in SCoolS erarbeiteten Ergebnisse erhalten Industrieunternehmen, insbesondere KMU,

Hilfestellungen bei der Auswahl geeigneter Kühllösungen für ihren spezifischen Anwendungsfall. Die Ergebnisse lassen sich auch auf andere Bereiche übertragen, die nicht explizit Teil der Analysen waren, z.B. Fertigungsprozesse abseits der Kunststoffverarbeitung oder andere Gebäudetypen. Die Anwender von Kühltechnologien erhalten damit gezielte Hilfestellungen, um bei der Auswahl geeigneter Kühllösungen nachhaltige Kühlsysteme in Betracht zu ziehen. Damit kann ein Beitrag zur Energieeinsparung und somit zur Erreichung der weltweit angestrebten Klimaziele geleistet werden.