Natürlich kühlen mit Phase Change Materials - ais

Natürlich kühlen mit
Phase Change Materials
The art of handling air
Natürlich kühlen mit Phase Change Materials
Moderne Architektur muss Ästhetik mit Funktionalität und
Energieeffizienz mit Komfort verbinden. TROX Lüftungs- und
Klimatechnik Produkte erfüllen alle diese Anforderungen kombiniert
mit hoher Zuverlässigkeit. Wir reden nicht über Energieeffizienz,
wir realisieren sie.
Eine zukunftsweisende TROX Innovation ist das Fassadenlüftungsgerät mit Latentwärmespeichertechnik. Genau für den heutigen
Bedarf entwickelt, ideal für Sanierungen und energieeffizient
in einer neuen Dimension.
PCM – die Energie des Phasenwechsels
Jedes Material ist eigentlich ein Phasenwechselmaterial
(Phase Change Material – PCM), denn jedes Material ändert bei
bestimmten Kombinationen von Druck und Temperatur seinen
Aggregatzustand (fest, flüssig und gasförmig). Bei Änderung des
Aggregatzustandes kann bei konstanter Temperatur eine große
Energiemenge, die so genannte latente Wärme, abgegeben oder
gespeichert werden.
Im Gegensatz zur Speicherung von sensibler Wärme erfolgt keine
Temperaturänderung im Speicher. Somit kann eine kleine Temperaturdifferenz zur Be- und Entladung eines Speichers genutzt werden.
Angenommen ein Speichermedium wird ausgehend von üblichen
Raumtemperaturen durch Nachtauskühlung um 10 K abgekühlt,
dann hat eine Speichermasse von einem Kilogramm Beton das
Kühlpotenzial, dem Raum tagsüber 10 kJ Wärme zu entziehen.
Da das PCM während der nächtlichen Auskühlung unter denselben
Bedingungen seinen Aggregatzustand von flüssig nach fest verändert, entsteht ein Kühlpotenzial von ca. 190 kJ (ca. 0,05 kWh) pro
Kilogramm, d.h. das 19fache verglichen mit Beton.
Einsatz natürlicher Speichermaterialien
Heute werden für die Raumkühlung klassische Kälteanlagen verwendet, die bei allen Umgebungstemperaturen sicherstellen, dass
die Räume auf behagliche Temperaturen gekühlt werden. Diese
Systeme sind zwar effektiv, weitaus energieeffizienter wird es
jedoch, wenn die natürlichen Temperaturunterschiede zwischen
Tag und Nacht zum Kühlen genutzt werden. Bekannt ist der
Einsatz der Gebäudemasse als Speicher. Dieses Konzept der
Nachtauskühlung wurde bereits in vielen Bauvorhaben erfolgreich
realisiert. Eine zusätzliche Energiespeicherung wird durch den
Einsatz von PCM erreicht. Aufgrund des Einsatzbereiches zwischen 20 und 25 °C bieten sich Paraffine oder Salzhydrate an.
Energiespeicherung
el
latent
Gespeicherte Energie
sensib
el
Schmelzpunkt
Einsatzbereiche verschiedener PCM´s
Temperatur
Energiespeicherung in verschiedenen
Materialien 욼T=10 K in kJ/kg
250
PCM
200
Schmelzenthalpie [kJ/kg]
sensib
500
Salze
400
Wasser
300
Salzhydrate
Zuckeralkohole
200
Paraffine
100
0
100
150
0
100
Temperatur [°C]
100
Wasser
50
Beton
0
200
TROX PCM – Kühlen ohne Kältemaschine
So funktioniert ein luftbasiertes PCM-System: Im Tagbetrieb
wird die warme Außenluft durch einen PCM-Speicher geführt,
dort gekühlt und dem Raum zugeführt. Dieser Kühlprozess ist so
lange wirksam, bis sich das zuvor feste PCM im Speicher durch
die aufgenommene Wärme verflüssigt hat.
Im Nachtbetrieb wird kalte Außenluft angesaugt, das PCM erstarrt und kann tagsüber wieder zur Kühlung des Raums genutzt
werden.
Je nach Auslegung des Latentspeichers kann eine angenehme
Raumtemperatur bis zu 10 Stunden am Tag sichergestellt
werden.
Raumluft
Sekundärluftklappe
Heizen, kühlen
und frische Luft –
bei TROX alles
in einem Gerät
F7-Filter
PCM-Stack
Aussen
Wärmetauscher
Raum
EC-Tangentialventilator
Kühlbetrieb Sommer, Tag
Thermische Leistung
Massenspezifische Leistung in W/kg
Kühlen 20
15
Das dezentrale Brüstungsgerät mit PCM-Modul saugt Außenluft
durch eine Öffnung in der Fassade an und führt sie durch die
Brüstungsverkleidung quellluftartig dem Raum zu.
Die Beimischung von Raumluft (Sekundärluft genannt) oder
reiner Sekundärluftbetrieb ermöglichen ein langsameres Aufschmelzen des PCM im Speicher.
Ein Feinstaubfilter der Klasse F7 schützt das Geräteinnere und
garantiert hervorragende Zuluftqualität.
Eine Absperrklappe mit Federrücklaufantrieb stellt sicher, dass
die Fassade bei einem Stromausfall vollständig geschlossen ist.
Im unteren Bereich des Gerätes befindet sich der energetisch
effiziente und akustisch optimierte EC-Ventilator. Für die
Heizfunktion ist ein Luft-Wasser-Wärmetauscher integriert.
Im Sommer wird während der nächtlichen Speicherentladung
zusätzlich die Gebäudestruktur gekühlt (Nachtauskühlung).
Dadurch kann das Gerät in Räumen mit einer Kühllast bis zu
60 W/m² eingesetzt werden.
10
5
Energieeffizient und nachhaltig
Raumkühlung
0
Rückkühlung
des Speichers
Mit TROX PCM-Geräten nutzen Sie die natürlichen Zyklen der
Natur und sparen nicht nur jede Menge Energie, sondern auch
bares Geld bei den Investitions- und Betriebskosten.
-5
Regenerieren
-10
00:00
06:00
12:00
18:00
00:00
Tageszeit
Ihre Vorteile auf einen Blick:
■
Keine Investitionskosten für zentrale Kälteanlage
und Rohrleitungsnetz
■
Geringe Betriebskosten mit geringstem Energieeinsatz
(Ventilatorleistung < 10 W)
■
Umweltbewusst durch Kühlung ohne Kältemittel
und CO2-neutral
■
Ideal für Sanierungen
Technische Daten:
Volumenstrom: 150 m³/h
Schalldruckpegel bei 8 dB Raumdämpfung: 32 dB(A)
Speichermasse PCM: ca. 30 kg
Kühlpotenzial: ca. 1,4 kWh
Durchschnittliche Kühlleistung
bei einer Nutzung von 5 Stunden: ca. 280 W
D-47504 Neukirchen-Vluyn
Telefon +49(0)28 45 / 2 02-0
Telefax +49(0)28 45 / 2 02-2 65
E-Mail [email protected]
www.trox.de
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TROX GmbH
Heinrich-Trox-Platz
S/PCM/D/1 (2/2009)
FassadenSystemLüftung