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COOLSKIN Autarkes Kühlen über Gebäudehüllen

Forschungsgegenstand von COOLSKIN sind dezentrale Systeme zur Kühlung von Innenräumen. Die auf die Fassadenfläche auftreffende Solarstrahlung wird direkt oder zeitversetzt in Kühlenergie umgewandelt und an den dahinterliegenden Raum abgegeben. Die Energieversorgung ist in sich autark und braucht keine Energie aus externen Quellen. In der Untersuchung werden numerische Analysen, experimentelle Untersuchungen im Labor an realitätsnahen Laboraufbauten sowie Feldtests unter realen Einsatzbedingungen durchgeführt.

Ausgangssituation

Der Kühlbedarf von Gebäuden ist stetig im Steigen begriffen. Der vorherrschende Architekturstil mit großflächigen Verglasungen, gestiegenen Nutzungsanforderungen sowie veränderte klimatische Bedingungen sind dabei treibende Kräfte. Derzeit marktübliche Kühlsysteme verbrauchen große Mengen an großteils fossiler Energie und sind in ihrer technischen Planung und Umsetzung sowie der architektonischen Einbindung oftmals unbefriedigend. Dies liegt einerseits in der von Fall zu Fall individuell zu entwickelnden Systemkonfiguration begründet und ist andererseits bedingt durch die eingeschränkten baustellenseitigen Fertigungsmöglichkeiten. Im Gegensatz dazu bieten dezentrale Systeme die Möglichkeit eines technologisch hohen Vorfertigungsgrades und somit einer schnellen und einfachen Montage bzw. einer geringeren Fehleranfälligkeit.

Projektverlauf

Das Ziel ist die Konzeption von dezentralen fassadenintegrierten Systemen zur Kühlung von Innenräumen. Die auf die Fassadenfläche auftreffende Solarstrahlung wird dabei direkt oder zeitversetzt in Kühlenergie umgewandelt und an den dahinterliegenden Raum abgegeben. Die Systeme sind in sich energietechnisch autark und brauchen keine zugeführte Energie aus externen Quellen. Die Vorteile derartiger Systeme liegen zudem im gleichzeitigen Auftreten des Strahlungs­angebotes und der Nachfrage nach Kühlenergie. Im Gegensatz zu kon­ventionellen Kühlsystemen können nicht nur die Systemkomponenten, sondern das gesamte System zur Gänze industriell konfiguriert und vorgefertigt werden. Das Projekt ist in mehrere Phasen unterteilt. i) Nach dem Aufstellen und Bewerten einer Bandbreite verschiedenster Systemkonfigurationen werden ii) die erfolgversprechendsten System­konfigurationen numerisch modelliert und durch simulationstechnische und labortechnische Untersuchungen analysiert. iii)

Ergebnisse

Als Basis wird ent­sprech­end dokumentiertes System- und Komponentenwissen über photovoltaisch betriebene, gebäude­integrierte Kühlsysteme (energetisch und ökonomisch) erarbeitet. Darauf auf­bauend, liegen am Ende des Projektes Beschreibungen und Bewertungen für den dezentralen Einsatz in Fassaden geeigneter dezentraler Kühlsysteme vor. Bewertet werden das energietechnische Systemverhalten, ökonomische Aspekte, die Integrationsfähigkeit in Fassadensysteme sowie das architektonische Erscheinungsbild.

Die Ergebnisse fließen direkt in die Zusammenarbeit der beteiligten Institutionen mit einzelnen Tasks der Internationalen Energieagentur in der Programmlinie „Solar Heating and Cooling“ ein.

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