Micronal PCM Katalog für Architekten und Planer 2010

14 BINE themeninfo I/2009Abb. 24 InnovativeKonzepte zur Raumkühlungschaffen eingutes Klima – auch inWerk- und ArbeitsstättenQuelle: LichtblauArchitektenPCM-Konzepte für die GebäudetechnikSpeichersysteme zur Raumkühlung und Heizung mitunterschiedlichen Wärmeträgerfluiden sind energetischsehr effizient und zum Teil bereits in Produkte umgesetzt.Mit PCM-Slurries als flüssigen, pumpfähigen Speichermedienkönnen zusätzlich große Wärmespeicherkapazitätenerreicht werden.In innovative Gebäudelösungen eingebundene WärmeundKälte-Speicher beruhen im Wesentlichen auf dreiverschiedenen Konzepten. Abbildung 26 führt links dasbekannteste System auf, bei dem sich das Speichermaterialin einem Speichertank befindet und das Wärmeträgerfluid(WTF) durch Kanäle in einen Wärmeübertragerströmt. Beim zweiten Konzept befindet sich das PCMmakroverkapselt in PCM-Modulen, die im Speicherbehälterpositioniert sind und vom Wärmeträgerfluidumströmt werden. Im dritten Konzept ist das PCMBestandteil des Wärmeträgerfluids und erhöht dessenFähigkeit, Wärme zu speichern. Es kann somit an jedenbeliebigen Ort im System gepumpt werden – wo es direktWärme freisetzt oder aufnimmt. Wärmeträgerfluid undPCM bilden zusammen ein pumpfähiges Speichermedium– auch als „PCM-Slurry“ bezeichnet.Während für die ersten beiden Konzepte Luft sowieWasser oder andere Flüssigkeiten als Wärmeträgerfluideingesetzt werden können, eignet sich Letzteres lediglichfür Flüssigkeiten.Systeme mit Wärmeübergang an LuftSpeicher in thermisch aktivierten Bauteilen (TABS) nutzenraumseitig lediglich die freie Konvektion der Luftsowie den Strahlungsaustausch zur Wärmeübertragung.Sie sind daher in ihrer Leistung eingeschränkt. Dies giltbesonders in Zusammenhang mit PCM als Wärmespeicher,da hier die Temperaturdifferenz zwischen Speichermaterialund Raumluft nur wenige Grad Celsius beträgt.Abhilfe schafft die Nutzung erzwungener Konvektion,d. h. die Luft wird aktiv an der Oberfläche des Speichermaterialsvorbei geblasen. Der Einfachheit halber wirddieser Ansatz meist für die Be- und Entladung gleicherweisegenutzt. Mögliche Einbauformen sind die in einerDeckenkonstruktion, im Fußboden oder als separate Einheit.Da Luft als Wärmeträger genutzt wird, ist bei denmeisten Systemen eine Kälteversorgung durch kühleNachtluft angestrebt. Da in diesem Fall die Kälte frei zurVerfügung steht, werden solche Systeme auch „Free cooling“-Systemegenannt. Sie sind energetisch sehr effizient,da keine Energie zur Kälteerzeugung eingesetztwird. Allerdings sind die Kanäle so auszuführen, dasseine Reinigung des Luftwegs ermöglicht wird.• Systeme zur Raumkühlung in der Deckenkonstruktion…werden derzeit in Pilotanlagen erprobt. Mit Salzhydratengefüllte PCM-Beutel werden bereits in passiven Kühldeckensystemeneingesetzt. Diese sind einfach zu installieren.Jedoch ist aufgrund der geringeren Wärmeleitfähigkeitder raumseitig abgrenzenden Platten – z. B. Gipskartonplatten– die Kühlleistung begrenzt. Eine aktiveHinterlüftung verbessert den Wärmetransport und erlaubttagsüber höhere Kühlleistungen und eine gezielte nächtlicheRegeneration des Systems mit kühler Außenluft.Der berechnete Temperaturverlauf eines Büroraumes mithinterlüfteter Deckenkonstruktion mit PCM zeigt, dassdie Spitzentemperaturen durch das PCM um rund 2 Kreduziert werden können. Eine solche „hinterlüftete Kühldeckemit PCM“ wird im Projekt „PCM-Demo“ untersucht.Ein weiteres Beispiel ist das von der Firma Climator(Schweden) entwickelte CoolDeck. Es besitzt eine spezielleLuftführung, bei der die Decke des Raumes dieobere Begrenzung des Luftkanals bildet. Dadurch wirdnicht nur das PCM selbst, sondern auch die Decke alsSpeicher verwendet. Das System ist als Teil eines Demonstrationsprojektsim Rathaus von Stevenage (England)installiert. Die maximale Raumlufttemperatur im Sommerwurde um 3–4 K reduziert. Da die Kälte allein aus derNachtluft bezogen wurde, entstand der einzige Energieverbrauchdurch den Ventilator. Hieraus ergab sich lautClimator ein Wirkungsgrad (COP) im Bereich 10 bis 20.Heute ist das System bereits in mehreren Gebäudeninstalliert.