Fernkälte

Ein kurzer Überblick über Geschichte und Technik

Man kann zur Klimatisierung von Gebäuden stehen wie man will, es ist jedoch nicht zu bestreiten, dass eine Nachfrage besteht und wächst. Nicht nur das menschliche Bedürfnis nach Komfort will gestillt sein, es gilt auch Abwärme technischer Geräte abzuführen. Da der Betrieb von Kleinklimageräten, das sind diese weißen Kästen die unter anderem zur optischen Auflockerung öder Fassaden beitragen, ein energetisches Harakiri ist, werden bei Bürogebäuden leistungsfähige Kompressionskältemaschinen verwendet, welche dem ganzen Komplex unerwünschte Wärme entziehen. Der Wirkungsgrad ist hier zwar besser als bei der Bastlerlösung mittels Kleinklimageräten, aber dennoch verbrauchen diese Kompressionskältemschinen noch immer sehr viel elektrische Energie, was die Stromversorgung in Österreich an einem Sommertag an die Grenzen ihrer Kapazitäten führen kann.

An dieser Stelle sei angemerkt, dass es unmöglich ist Kälte zu erzeugen, bzw. dass es sich bei Kälte um keine physikalische Größe handelt. Man kann lediglich einem System Wärme entziehen und diese an einem anderen Ort wieder an die Umwelt abgeben. Entscheidend für den Wirkungsgrad einer solchen Kältemaschine ist, wieviel Energie benötigt wird, um eine bestimmte Menge Wärme zu transportieren. Der Lesbarkeit halber wird der Autor jedoch auf physikalische Korrektheit verzichten und ungeniert von Kälteerzeugung schreiben.
Da im Allgemeinen Größe und Wirkungsgrad einer Kältemaschine korrelieren, liegt es nahe, für große Büroanlagen eine Kältezentrale zu errichten und dann ein Kühlmedium, beispielsweise Wasser, in die zu klimatisierenden Objekte zu leiten. So wurde beispielsweise Anfang der 80er-Jahre im Zuge der Errichtung des futuristischen Büro- und Verwaltungszentrum La Défense in Paris mit dem Aufbau eines Fernkältenetzes begonnen, welches inzwischen 8.500.000 Quadratmeter Bürofläche (das entspricht in etwa 1200 Fußballfeldern) Kühlung verschafft.
Seit der letzten Dekade des vorigen Jahrhunderts sind skandinavische Städte ­– Helsinki, Stockholm und Göteborg seien genannt – in diesem Bereich führend. Bemerkenswert ist hier nicht so sehr was die Größe der Netze anbelangt, vielmehr die Art der Kälteerzeugung verdient Beachtung. Denn die Nordländer nutzen vielfach in der Natur anfallende Wärme oder Abwärme aus Industrie- oder Müllverbrennungsanlagen mit Hilfe von Absorbtionskältemaschinen um ihrem Ruf, unterkühlt zu sein, gerecht zu werden.
Doch inzwischen tut sich auch in Österreich etwas auf diesem Sektor. So werden beispielsweise in Linz seit den 90er-Jahren mit klassischen Kompressionskältemaschinen unter anderem das Brucknerhaus und ein Krankenhaus zentral gekühlt. Innovativer zeigt sich die Wiener Fernwärme, die seit ein paar Jahren an verschiedenen Projekten arbeitet, im Sommer überschüssige Abwärme aus den Müllverbrennungsanlagen Spittelau und Pfaffenau, aus dem Biomassekraftwerk Simmering oder der Erdwärmeanlage Aspern in Absorptionskältemaschinen zu nutzen um große Gebäudekomplexe wie die UNO-City oder das AKH zu kühlen. Erster Kunde ist der erst teilweise fertiggestellte Business-Stadtteil mit dem absurden Namen TownTown in Erdberg. Dort kommt ein Fernkältesystem zum Einsatz, welches zwei Drittel seiner Leistung von 5,6 Megawatt aus Fernwärme bezieht, lediglich zur Abdeckung der Spitzen stehen auch Kompressionskältemaschinen bereit. Außerdem kommt eine Betonkernaktivierung zum Einsatz, das heißt, es werden Rohre in den Betonmassen verlegt und diese können so thermisch genutzt werden.
Bei Absorbtionskältemaschinen wird Wärme genutzt, um ein Kältemittel (Wasser) aus einem Lösungsmittel (Lithiumbromid) auszutreiben. In einem Kondensator wird die Wärme aus dem Wasserdampf an die Umgebung abgegeben, das dabei wieder verflüssigte Kältemittel Wasser wird dann bei sehr niedrigem Druck an Rohrschlangen verdampft, durch welche jenes Kühlwasser fließt, das dann in den Räumlichkeiten für angenehmes Klima sorgen soll und hier seine Abwärme an das Kältemittel in der Maschine übergibt. Das verdampfte Wasser wird nun in der aus dem Austreiber zurückgeleiteten konzentrierten Lithiumbromidlösung absorbiert und diese verdünnte Lösung wird wieder an den Beginn des hier umständlich beschriebenen Kreislaufes geleitet.

So kompliziert das Verfahren auch klingen mag – es ist übrigens mit Entwicklungsjahr 1810 der älteste bekannte technische Prozess zur Kälteerzeugung – so vorteilhaft ist es für die Klimatisierung von Gebäuden in dicht besiedelten Gebieten, sofern überschüssige Wärme vorhanden ist. Es wird kaum zusätzliche elektrische Energie benötigt, die Maschine lauft praktisch geräusch- und vibrationslos und es werden keine fluorierten Kohlenwasserstoffe (FCKW) im Kältemittel benötigt.
Ein kurzer Überblick über Geschichte und Technik

Das so gekühlte Wasser wird dann von der Kältezentrale in gut isolierten Rohrleitungen zu den zu kühlenden Objekten geleitet. Bei der Errichtung des Wiener Fernkältenetzes, welches eigentlich aus mehreren einzelnen Inseln bestehen wird, verschlingt die Errichtung des Leitungssystems ungefähr die Hälfte der Investitionskosten. Doch da durch diese Technologie der Ausstoß treibhausrelevanter Abgase vermieden wird gibt es projektbezogene Förderungen durch die EU. Die Verantwortlichen der Fernwärme Wien gehen bei diesem neuen Geschäftsfeld von einer ähnlichen Amortisationsdauer wie bei Projekten im Hauptbetätigungsfeld des Unternehmens aus. Für die Kunden ergeben sich neben den niedrigeren Betriebskosten auch die Vorteile des Raumgewinns, da keine eigenen Flächen für Kältemaschinen bereitgestellt werden müssen.
Ohne auf die Frage einzugehen, wann die Notwendigkeit einer Klimatisierung tatsächlich gegeben ist, darf wohl gesagt werden, dass Fernkälte durch abwärmebetriebene Absorbtionskältemaschinen für solche Fälle eine elegante und umweltfreundliche Lösung ist.

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