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Oliver Reiser

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Solar getriebene Klimaanlagen

Oliver Reiser

Große Energiemengen werden benötigt, um Klimaanlagen zu betreiben. Könnte man hierfür aber nicht Sonnenenergie nutzen?

Strom kommt ja in den Augen vieler in unbegrenzter Menge aus der Steckdose. Vor allem im Sommer in den USA gewinnt man diesen Eindruck, wenn man ein Gebäude betritt. Die Klimaanlagen laufen auf vollen Touren – in Geschäften stets bei offenen Eingangstüren – was jedes Jahr zu einer Überlastung der amerikanischen Stromnetze führt. Der Stromausfall in New York und Umgebung Mitte August 2003 setzte hier einen vorläufigen, bedrohlichen Höhepunkt und sollte zum Nachdenken über alternative Konzepte zur Energienutzung zwingen, vor allem bei der Klimatisierung von Räumen.

Klimaanlagen kommen immer dann zum Einsatz, wenn die Sonne scheint. Könnte man dann aber nicht auch Sonnenenergie nutzten, um Klimaanlagen zu betreiben?


Wie erzeugt man im Sommer kalte Temperaturen?

Wie man im Winter einen Raum heizen kann, ist sicher jedem im Prinzip klar: man verbrennt einen Stoff, etwa Holz oder Erdöl zu Kohlendioxid, und die dabei frei werdende Energie wird in Form von Wärme abgegeben.

Doch wie kühlt man einen Raum im Sommer? Das gängigste Prinzip, das auch bei den meisten Klimaanlagen zur Anwendung kommt, beruht darauf, dass eine Flüssigkeit durch Verdunsten seiner Umgebung Wärme entzieht (siehe Abbildung rechts, zur Vergrößerung anklicken).

Ein so genanntes Kältemittel hat die Eigenschaft, bei normalem Druck und Raumtemperatur gasförmig, bei hohem Druck dagegen flüssig zu sein. Entspannt man also ein unter Druck stehendes Kältemittel (Schritt 3), beginnt es zu verdampfen und kühlt sich dabei stark ab. Es findet ein Wärmeaustausch mit der Umgebung statt (Schritt 4), das heißt der Innenraum wird gekühlt.

Anschließend wird das Kältemittel als Gas außerhalb des zu kühlenden Raumes durch einen Kompressor wieder zur Flüssigkeit verdichtet (Schritt 5). Hierbei heizt sich das Kältemittel stark auf (Schritt 1), wird jedoch dann über einen Wärmeaustauscher auf die Außentemperatur wieder abgekühlt (Schritt 2), wodurch das Gas wieder zur Flüssigkeit kondensiert. Der Kreislauf kann von vorne beginnen.
Das Komprimieren eines Gases durch einen Kompressor kostet jedoch sehr viel Energie, leider so viel, dass es noch keine Solaranlagen gibt, die effizient genug wären, hierfür den Strom zu liefern.

> > > WEITER zum zweiten Teil: Klimaanlagen - problematisch auch für die Umwelt