Die Temperaturen erreichten in den vergangenen Jahren nicht nur im Sommer Rekordwerte. Der Bedarf an Kühlanwendungen für Wohn-, Büro- und Industriegebäude sowie auch bei Industrieprozessen steigt enorm an. Angesichts des Klimawandels und der notwendigen Energiewende gibt es erhebliche Bemühungen, die Energieeffizienz in den Bereichen Strom und Wärme zu verbessern. Dagegen erhielt der zunehmende Energieverbrauch zur Kühlung bisher wenig Aufmerksamkeit.
Eine breite Anwendung nachhaltiger Kühlsysteme, die unter anderem auch keine klimaschädlichen Stoffe wie zum Beispiel HFK enthalten, ist notwendig. HFK sind teilfluorierte Kohlenwasserstoffe, die FCKW ersetzten, aber immer noch tausendfach klimaschädlicher als Kohlendioxid sind. Bis 2030 sollen die HFK-Emissionen im Industriesektor um 70 Prozent gegenüber 1990 reduziert werden. Bereits am Markt verfügbare nachhaltige Kühllösungen werden bisher kaum eingesetzt. Ursache sind fehlende Kenntnisse über die Vorteile, mangelnde Praxiserfahrung sowie keine vorhandenen Richtlinien zur Auswahl, Auslegung und Installation.
Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der SKZ-KFE gGmbH und des Lehrstuhls für Umweltgerechte Produktionstechnik der Fakultät für Ingenieurswissenschaften der Universität Bayreuth evaluierten innerhalb eines Projektes der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) nachhaltige Kühltechnologien durch Vor-Ort-Messungen, die durch Ergebnisse von Labormessungen an unterschiedlichen Kühlsystemen und Prozessen ergänzt wurden. Danach entwickelte das Team eine Simulationsumgebung zur zielgenauen Leistungsbewertung und ein auf kleine und mittlere Unternehmen (KMU) zugeschnittenes Werkzeug zur Entscheidungsunterstützung.
Durch die Nutzung der in dem IGF-Projekt erarbeiteten Ergebnisse erhalten Industrieunternehmen, insbesondere KMU, konkrete Hilfestellungen für die Auswahl geeigneter Kühllösungen für ihre spezifischen Anwendungsfälle. Die Expertinnen und Experten analysierten ferner die grundlegenden Gemeinsamkeiten zwischen Wohnungs-, Büro- und Industriekühlung sowie die gegenseitige Abhängigkeit von Gebäude- und Prozesskühlung. Die Resultate lassen sich auch auf andere Bereiche übertragen, die nicht explizit Teil der Analysen waren, zum Beispiel Fertigungsprozesse abseits der Kunststoffverarbeitung oder auch auf andere Gebäudetypen. Zusätzlich entwickelten die Forschenden übertragbare Simulationsmodelle und KI-basierte Analysewerkzeuge zur Gebäudekühlung.
Das vorwettbewerbliche IGF-Vorhaben wurde vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz mit öffentlichen Mitteln gefördert. Die Forschungsergebnisse des Projekts können von allen interessierten KMU genutzt werden. (frd)
Forschungseinrichtungen:
- SKZ-KFE gGmbH
- Universität Bayreuth, Fakultät für Ingenieurswissenschaften, Lehrstuhl für Umweltgerechte Produktionstechnik
Forschungsvereinigung:
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Fördergemeinschaft für das Süddeutsche Kunststoff-Zentrum e.V. - FSKZ
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Foto: Canva