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Seit 08:30 Uhr Nachrichten
StartseiteForschung aktuellDer supercoole Tieftemperatur-Schlamm21.09.2007

Der supercoole Tieftemperatur-Schlamm

Neue Materialien für die Kühltechnik stecken Kälte besser weg

<strong>Technik. - Klimaanlagen erfreuen sich auch hierzulande immer größerer Beliebtheit. Andererseits gelten die Geräte als ausgesprochene Energieschleudern. Effizienter sind zentrale Kühlsysteme, die Wärme mit Wasser verteilen. Weil das Fluid aber nur wenig Kälte aufnehmen und abgeben kann, suchen Forscher nach einer besseren Alternative.</strong>

Von Arndt Reuning

Keine Milch, sondern eine Öl-Wasser-Emulsion leitet Kälte besonders gut. (Reuning)
Keine Milch, sondern eine Öl-Wasser-Emulsion leitet Kälte besonders gut. (Reuning)

Ein paar Stufen muss Christian Dötsch nach oben steigen, um einen Blick in seinen Kältespeicher zu werfen. Eine hohe schwarze Tonne, in pechschwarzen Isolierschaum gehüllt und bis knapp unter den Rand gefüllt mit einer schneeweißen Flüssigkeit, fast wie Milch. Das Herzstück seiner Versuchs-Klimaanlage am Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT in Oberhausen.

"Das ist ein großer Speicherbehälter. Wir arbeiten hier jetzt mit einem 300-Liter-Ansatz. Das ist für die Praxis schon die erste realistische Größe. Im Bereich eines Wohngebäudes würde man damit so langsam anfangen können, im Bereich großer Objektversorgung liegt man eher im Bereich mehrerer Kubikmeter, aber der Schritt vom Labor auf diesen 300-Liter-Maßstab ist der eigentliche Schritt des Problems, wenn überhaupt. Vergrößerungen danach sehen wir als unkritisch an."

Nicht der Versuchsaufbau selbst ist es, auf den es dem Ingenieur ankommt, sondern jene 300 Liter weiße Flüssigkeit im Kältespeicher. Eine Emulsion, Wasser und eine wasserabstoßende Substanz fein miteinander vermischt, wie bei einem Salatdressing aus Essig und Öl. Diese Soße lässt sich fast genauso leicht durch die Leitungen einer Klimaanlage pumpen wie Wasser, kann aber bis zur zehnfachen Menge an Kälte aufnehmen, transportieren und in den einzelnen Räumen wieder abgeben. Die neu entwickelte Kühlflüssigkeit soll in herkömmlichen Anlagen das Wasser ersetzen.

"Also man möchte ein bestehendes System vielleicht erweitern. Als Beispiel: Es gibt einen großen Kältespeicher mit einer bestimmten Kältekapazität. Sie reicht nicht mehr aus, man hat mehr Kältebedarf, man erweitert das Gebäude. Und in diesem Fall könnte man das bestehende System erweitern, indem man einfach das Wasser heraus nimmt, diese neue Emulsion hinzu gibt und in diesem Moment die zwei- oder dreifache Kältespeicherkapazität dort hat und das bestehende System weiter nutzen kann."

Für die hohe Kältespeicherkapazität ist die zweite, wasserabstoßende Substanz in der Emulsion verantwortlich: Paraffin. Wenn die Fraunhofer-Forscher die Flüssigkeit herstellen, formt das flüssige Paraffin winzig kleine Tröpfchen. Beim Abkühlen in der Kältemaschine erstarren sie und nehmen dabei Kälteenergie auf. Das geschieht ungefähr bei sechs Grad plus. Das ist eine optimale Temperatur für die meisten Klimaanlagen. Aus dem Kältespeicher wird die kühle Emulsion dann in das sommerlich warme Gebäude gepumpt. Die kleinen Paraffinkügelchen schmelzen dort und geben dabei die Kälte wieder ab.

"Vom Prinzip können Sie sich’s vorstellen, wie wenn sie draußen im Sommer eine Cola trinken und einen Eiswürfel hineinlegen. Dieser Eiswürfel schmilzt, und dieser Eiswürfel hat so viel Kälteenergie, dass das gesamte System abgekühlt wird, obwohl der Eiswürfel nur einen kleinen Anteil des Getränks ausmacht."

Die Wissenschaftler aus Oberhausen haben auch schon mit Mischungen aus flüssigem Wasser und Eis experimentiert. Aber solch ein Medium ist eigentlich zu kalt für Klimaanlagen. Und lässt sich nicht so leicht durch die Leitungen pumpen, weil es eine eher schlammartige Konsistenz besitzt. Im Gegensatz zu den Paraffin-Emulsionen.

"Der Vorteil ist: wir haben sehr kleine Paraffintröpfchen. Es erscheint am Ende wie eine wirkliche Flüssigkeit. Sie sehen keine Tropfen, keine Partikel, keine Konsistenz, sondern Sie haben einfach ein eher milchartiges Fluid, das Sie wie Wasser einsetzen können."

In der Testanlage können die dreihundert Liter Paraffinemulsion nun in den nächsten Monaten zeigen, was wirklich in ihnen steckt. Oder ob sie im Labor immer nur so cool getan haben.

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