Fernkältesysteme: parallele Netze mit Zukunft

Fernkälte


Behörden, Krankenhäuser, Pflegeheime, Hotels und Museen – alle diese Gebäudetypen brauchen im Sommer Kühlung. Dazu kommen Abnehmer, die ohne ganzjährige Kälteversorgung überhaupt nicht arbeiten könnten, z. B. Rechenzentren, Forschungslabors, Lebensmittelmärkte, Lebens- und Arzneimittelproduktion – und perspektivisch auch Wohnhäuser. Stehen mehrere solche Gebäude auf relativ engem Raum zusammen, ist ein Fernkältenetz die effizienteste Lösung für die Kühlung.

Viele Technologien, ein Ziel: zuverlässige Kühlung.

Ein Fernkältenetz ist prinzipiell nichts anders als ein Wärmenetz mit umgekehrtem Vorzeichen: Es transportiert Wärme aus Gebäuden hinaus. Dabei kommen verschiedene Technologien zum Einsatz – z. B. klassische Klimaanlagentechnik, bei der man Gas in einem geschlossenen System mittels Druck verflüssigt und wieder in Gas zurückverwandelt. Dabei wird dem Gebäude Wärmeenergie entzogen. Zunehmend kommt aber auch natürliche Kälte zum Einsatz: kaltes Wasser aus Flüssen, Seen oder dem Meer. Eisspeicher, die günstigeren Nachtstrom nutzen, um Kälte zu produzieren, sind eine weitere Alternative, ebenso wie innovative Absorptionskältemaschinen, die Kälte mittels Wärme erzeugen.

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Kältezentrale

Zur Übergabe ans Netz kommen leistungsstarke, individuell angepasste Übergabestationen für Kälte (Kopfstationen) zum Einsatz.

Kälteverbraucher

Zur Anwendung kommen kleinere, TAB-gerechte, individuell angepasste Übergabestationen für Kälte.

Unterverteilungen

Wenn ein direkter Anschluss ans Netz nicht realisierbar ist, kommen mittelgroße TAB-gerechte, individuell angepasste Übergabestationen für Kälte zum Einsatz, um die Unterverteilung zu organisieren.

Klimafreundliche Fernkältenetze

sind effizienter als Individuallösungen

reduzieren die Stromkosten

wirken der sommerlichen Hitzeglocke in der Stadt entgegen

können mit Absorptionskälte und Geothermie betrieben werden

Fernkälte mit besserer Bilanz als Klimaanlagen

Verglichen mit individuellen Klimaanlagen sind Fernkältenetze die wesentlich effizientere Art, um Gebäude zu kühlen. Das gilt hinsichtlich der Kosten ebenso wie mit Blick auf Verfügbarkeit, Handhabung und Umweltaspekte. Denn die tausenden kleinen Klimageräte an Häuserfassaden heizen die Umgebung auf. Das wiederum lässt den Kühlbedarf in den Gebäuden steigen – ein Teufelskreis. Auch eine auf Kühlung umschaltbare Luft-Wasser-Wärmepumpe verbessert die Bilanz nur unwesentlich: Zwar ist der Wirkungsgrad etwas höher. Ansonsten aber vermeidet man mit ihr lediglich das Schadstoffproblem. 
Auch mit Blick auf die fehlenden Ressourcen von Installateuren sind Fernkältenetze eine echte Alternative. Anschluss und Wartung liegen in der Verantwortung des Netzbetreibers, nicht des künftigen Nutzers.

Münzen und Würfel auf einem Heizkörper

Kaltwasser als Medium

In der Regel basieren Fernkältenetze auf Kaltwasser, das im Vorlauf eine Temperatur von 6 °C bis 10 °C hat und sich nach dem Kühlprozess auf 12 °C bis 16 °C erwärmt. Man kann das Kaltwasser direkt aus natürlichen Quellen wie Seen oder Gebirgsbächen gewinnen. Eine solche passive Kühlung hat aber ökologische Grenzen, weil sie die Erwärmung der Gewässer fördert. Bei leistungsstarken Netzen wird daher kaltes Wasser mittels thermisch betriebenen Absorptionskältemaschinen aktiv erzeugt. Dafür kann Abwärme aus Industrieprozessen oder der Müllverbrennung genutzt werden. Im Idealfall wird das Fernkältenetz unter Einbindung eines Kälte-Pufferspeichers an ein bestehendes Fernwärmenetz angekoppelt. Einen solchen besitzt beispielsweise das Chemnitzer Fernkältenetz: 35.000 Liter Kaltwasser, so geschichtet, dass immer genügend Kälte ins Netz gelangt.

Kaltwasser direkt aus einem Gebirgsbach

Speziell ausgelegte Übergabe- und Verteiltechnik

Für den Netzbetrieb sorgt im Prinzip die gleiche Übergabe- und Verteiltechnik wie bei Fernwärme. Um die geringe Temperaturdifferenz und die großen Volumenströme zu bewältigen, muss sie im Detail jedoch anders beschaffen sein. Die Übergabestationen, Pumpen und Ventile erfordern eine größere Auslegung als bei Fernwärme. Da mit dem Tieftemperaturbetrieb immer auch die Gefahr der Taupunkt-Unterschreitung und damit von Korrosion und von Schimmelbildung einhergeht, müssen sämtliche Rohre und Anlagenkomponenten mit korrosionshemmender Speziallackierung versehen und gegen Erwärmung isoliert werden. Statt einer losen Umhüllung kommen fest verklebte Spezialkunststoffe zum Einsatz – sonst bildet sich unter der Isolierschicht Schwitzwasser. Übergabe- und Verteiltechnik für Fernkälte kommt also stets zu der vorhandenen für Fernwärme hinzu und ist zudem deutlich voluminöser. Bei der Planung ist zu prüfen, ob der Heizungskeller Platz für beides bietet.
Anders als bei vielen gewerblichen Abnehmern kann Fernkälte in Wohnhäusern nicht einfach in den Heizkreislauf eingespeist, sondern muss bei der Übergabe gedrosselt werden.
 

Vollisolierte Kälteübergabestation, Übergabestation für Fernkälte

Steigender Bedarf auch in Wohnhäusern

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Fernkälte im Detail

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