Dabei wird auf umweltschädigende Substanzen wie FCKW verzichtet. Möglich macht das eine neuartige Kombination mehrerer, teils gegensätzlicher Ansätze.
Denn Verdunstungskühlung, bei der Wasser verdampft wird, kommt ebenso zum Einsatz wie das Senken der Luftfeuchtigkeit mithilfe von Trockenmitteln. Die dritte Komponente sind spezielle Membranen. «Wir haben eine Chance gesehen, diese Ansätze in einem Gerät zusammenzuführen und so ein Produkt mit einzigartigen Eigenschaften zu schaffen», sagt Eric Kozubal, Ingenieur am National Renewable Energy Laboratory (NREL).
Verdunsten und Trocknen
Prinzipiell kann Luft entweder durch direktes Senken der Temperatur oder durch Entziehen von Luftfeuchtigkeit gekühlt werden. Letzteres funktioniert mit Trockenmitteln, also Substanzen wie den Silica-Kügelchen, die in Schuhkartons als Feuchtigkeitsschutz dienen. Allerdings gab es entspechende Kühlsysteme bislang nur in industriellem Massstab. Auf ersteres Kühlprinzip setzen wiederum Verdunstungskühler, durch die aber die Luftfeuchtigkeit steigt. Das macht eine sinnvolle, kostengünstige Kombination der beiden Zugänge schwierig.
Um dieses Problem zu lösen, setzen die NREL-Forscher auf spezielle, dünne Membrane.
Eric Kozubal mit dem Luftströmungskanal des DEVap-Prototypen. /
Diese sind hydrophob, sodass sich Wasser darauf in Tropfen niederschlägt, anstatt die Membran zu durchdringen. «Dadurch werden Feuchtigkeit und Trockenmittel vom Luftstrom separiert», erklärt Kozubal. Um der zu kühlenden Luft Feuchtigkeit zu entziehen kommt dabei nicht Silica, sondern eine Kombination von Salzen zum Einsatz. Diese sorgen laut NREL für besonders trockene Luft.
Klima-Optimum
Der so entstande «Desiccant-Enhanced eVaporative air conditioner» (DEVap) ist sowohl zum Einsatz in trockenen Wüstengebieten als auch in tropischem Klima geeignet und liefert jedenfalls trockene, kühle Luft. Gleichzeitig schont das System im Vergleich zu herkömmlichen Klimaanlagen die Umwelt. Denn der Strombedarf liegt laut NREL zwischen 50 und 90 Prozent niedriger. Ausserdem wird auf den Ozonkiller FCKW, der in Teilen der Welt bis heute in Kühlsystemen zum Einsatz kommt, gänzlich verzichtet.
Das DEVap-Konzept wurde patentiert und wird nun weiter optimiert. Das System soll kleiner und einfacher werden, so Kozubal. Ausserdem will man die Wärmeübertragung perfektionieren, um das System kosteneffizienter zu machen. Auf die Dauer will das NREL die Technologie an Unternehmen lizenzieren, die dann umweltfreundliche Klimageräte auf den Markt bringen sollen.
