Neue Trends in der Klimatechnik

Kälte soll immer effizienter, gleichzeitig aber auch nachhaltiger bereitgestellt werden. Dabei muss die Klimatechnik-Branche berücksichtigen, dass sich die gesamte Energielandschaft stetig wandelt.

Inhaltsverzeichnis: Das erwartet Sie in diesem Artikel

Forderungen nach neuen Lösungen (Video)

Auch die Klimatechnik unterliegt den neuen Forderungen, die sich rund um eine erhöhte Effizienz bei gleichzeitig geringerer Belastung der Umwelt drehen. So stellt die moderne Klimatechnik von Käuffer Niedrigenergie- und Passivhäuser in den Fokus und trägt damit dem Fakt Rechnung, dass neue Wege in der Bereitstellung der Kälte gegangen werden müssen. Die Bereitschaft der Kunden, mehr Geld für nachhaltigere Lösungen zu zahlen, steigt, was vor allem auch daran liegt, dass derartige Lösungen auf lange Sicht gesehen dazu beitragen, Kosten zu sparen.

Neue Lösungen beinhalten damit intelligentere Geräte, die automatisiert arbeiten, Zeit und Arbeitskraft sparen. Hier wiederum lässt sich ein gewisses Einsparpotenzial für den Endkunden feststellen, der darüber hinaus von der Digitalisierung profitiert. Er nutzt inzwischen ein großes Netzwerk aus Herstellern und Händlern, die sich mit neuen Lösungen für die Klimatechnik befassen.

Ein Trend in der Klimatechnik geht hin zur smarten Steuerung: Heizgeräte können per Smartphone gesteuert werden und stellen ihre Energie dann bereit, wenn sie wirklich benötigt wird. Das ist effizienter und hilft, Kosten zu sparen. Ein ähnliches Prinzip gibt es natürlich für die Klimatechnik: Eine Klimaanlage für das Haus kann ebenfalls per Smartphone gesteuert werden und arbeitet daher nur dann, wenn es nötig ist.

Ein Haus wird dabei in unterschiedliche Zonen geteilt, die mit einem eigenen Thermostat versehen sind und unterschiedlich gekühlt werden. (#01)

Trend: Kühlen in Zonen?

Dieser Trend zeichnet sich zwar ab, wird aber aller Voraussicht nach nur langsam um sich greifen: Das Kühlen in Zonen. Ein Haus wird dabei in unterschiedliche Zonen geteilt, die mit einem eigenen Thermostat versehen sind und unterschiedlich gekühlt werden. So herrscht in den einzelnen Zonen immer genau die Temperatur, die dort auch gewünscht und benötigt wird und es braucht keine unnötige Energie für ein zusätzliches Kühlen (oder Heizen). Die Zonen werden nach Notwendigkeit und Vorliebe klimatisiert, allerdings setzt das eine komplette Vernetzung zum Smarthome voraus, was derzeit noch von längst nicht allen Verbrauchern gewünscht wird. Solche und ähnliche Trends in der Klimatechnik sind auf der Chillventa im Oktober 2018 zu sehen.

Dabei ist das Kühlen in Zonen nicht einmal zwingend eine neue Idee, doch angesichts der Tatsache, dass sich dieser Trend zwar abzeichnet, jedoch nicht in gleichem Maße entwickelt wie manch anderer, ist das System vergleichsweise unbekannt und bekommt daher gar nicht die Chance, wie gewünscht vom Verbraucher angenommen zu werden. Hier muss die technische Entwicklung mit einer umfassenden Aufklärung Hand in Hand gehen, wenn das Kühlen in Zonen weiter (und vor allem schneller) vorangetrieben werden soll.

Video: Vom Sauerstoff zum FCKW | Anthropozän (6) • Harald Lesch

Forderungen an die Klimatechnik

Die technischen Umsetzungen von Trends in der Klimatechnik sind die eine Seite, eine andere Seite besteht darin, welchen Anforderungen diese Trends überhaupt gerecht werden müssen.

Was sollen sie können?

Moderne Klimatechnik muss auf erneuerbare Energien setzen
Klimatechnik soll die technologische Einbindung und Ausschöpfung der verwendeten erneuerbaren Energien ermöglichen.
Die Klima- und Kältebranche muss eigene Produkte zur Verfügung stellen.
Es müssen Betreibermodelle vorhanden sein, mit denen die Aufgaben erfüllt werden können.
Ökologische Ziele müssen mit ökonomischen Anforderungen in einen Kontext gebracht werden.
Lösungen müssen sich auch global durchsetzen können.

Die Klimatechnik unterliegt vor allem den Anforderungen, die seitens des Gesetzgebers gestellt werden. Er versucht mit seinen Vorgaben, den Treibhauseffekt aufzuhalten oder sogar umzukehren, was unter anderem durch das Verbot der Anwendung von FCKW als Kältemittel im Jahr 1987 versucht wurde. Der entsprechende Wert liegt inzwischen bei null. Das Treibhauspotenzial hat sich dadurch enorm verringert und somit sorgt die Klimatechnik heute nur noch für weniger als zwei Prozent für die Entstehung klimaschädlicher Gase.

Wichtig ist immer, dass die Gesamtsysteme allen Anforderungen gerecht werden und regelungstechnisch abgesichert sind. (#04)

Mengen- und bedarfsgerechte Technik

Es ist Aufgabe der Klimatechnik, die Kältemittelfüllmenge nur noch so gering wie möglich einzusetzen, was unabhängig von der Art des Kältemittels geschehen muss. Die umweltschonenden Alternativen zur Kühlung wie Kohlenwasserstoffe und Ammoniak werden zwar immer noch erforscht, allerdings sind sie stark toxisch und stellen derzeit noch keine wirkliche Anwendungsalternative dar. Daher muss der Fokus erst einmal auf der Reduzierung der Kältemittelfüllmengen liegen. Außerdem ist natürlich wichtig, dass die Anlagen dicht sind – hermetische Kälteanlagen, die auf eine minimale Menge an Kältemitteln setzen, sind daher das Mittel der Wahl. Konstruktive Lösungen müssen her, damit Leckagen so selten wie möglich auftreten und gleichzeitig die größtmögliche Energieeffizienz erreicht wird.

Die Klimatechnik darf sich jedoch nicht einfach nur auf die verwendeten Mengen konzentrieren, sondern muss auch den tatsächlichen Bedarf im Auge behalten. Dieser wird in Zukunft wahrscheinlich sinken, denn immer bessere Isolierungen sorgen für einen niedrigeren Kältebedarf. Das zeigt sich vor allem bei nicht kontinuierlichen Industrieprozessen oder Anwendungen, die einer schwankenden Last unterliegen. Sie bringen besonders hohe Einsparpotenziale in puncto Energie.

Wichtig ist immer, dass die Gesamtsysteme allen Anforderungen gerecht werden und regelungstechnisch abgesichert sind. Die Kältelösung muss stets auf den niedrigsten Aufwand an Primärenergie setzen und soll die nötige Kälteleistung unter Berücksichtigung von Energieeffizienz, Betriebs- und Investitionskosten verteilen. Die aktuellen Regelungskonzepte bauen daher auf ganzheitliche und modellbasierte Lösungen.

Kälte soll immer effizienter, gleichzeitig aber auch nachhaltiger bereitgestellt werden. Dabei muss die Klimatechnik-Branche berücksichtigen, dass sich die gesamte Energielandschaft stetig wandelt. (#02)

Kältetechnik und Strom

Kälteanlagen müssen in Zukunft mit dem Smart Grid klarkommen und damit, dass Energie in Form von Kälte oder Wärme gespeichert werden muss. Die Verfügbarkeit elektrischer Energie hängt immer mehr von Wind und Sonne ab, denn der Wandel hin zur verstärkten Nutzung regenerativer Energien ist längst nicht mehr aufzuhalten. So muss sich auch eine umweltfreundlichere Klimatechnik herausbilden, die dem Fakt Rechnung trägt, dass die Energieversorgung durchaus auch mal schwanken kann. Ein Stromüberschuss zu bestimmten Zeiten steht dann einem Mangel gegenüber. Hier setzt die Klimatechnik an, denn Kälte und Wärme lassen sich deutlich besser speichern als Strom.

Kältetechnische Systeme werden daher mit Strom in Verbindung gebracht bzw. als Speicher für selbigen benutzt. Energieüberschüsse können durch das System einfach aufgenommen werden und helfen dabei, das Stromsystem zu stabilisieren. Derartige Anwendungen sind sogar schon möglich, wie Modelle verschiedener Hersteller in jüngster Vergangenheit zeigen konnten. Die Maschinen erkennen die Signale, die von extern gegeben werden und zur Anpassung der Leistung auffordern. Die Stromaufnahme wird angeglichen. Wer eine solche Anlage betreibt, profitiert von deren hoher Wirtschaftlichkeit und trägt in hohem Maße zum Schutz der Umwelt bei.

Durch moderne Anlagen und Sensoren lässt sich die Funktionstüchtigkeit der Klimaanlagen jederzeit überprüfen und überwachen, auf Ausfälle kann bedeutend schneller und effektiver reagiert werden. (#03)

Trend: Monitoring in der Klimatechnik

Klimaanlagen müssen regelmäßig überwacht werden, was für die meisten Unternehmen bedeutet, dass ein Gang quer über das gesamte Werksgelände nötig wird, um die Anlagen zu kontrollieren und gegebenenfalls zu warten. Doch die Zustands- und Funktionsparameter sollen dem neuen Trend im Monitoring in der Klimatechnik zufolge besser überwachbar sein und das ganz ohne eine Tagesreise zum am weitesten entfernt liegenden Werksgebäude. Dabei gibt es in der Realität noch ein weiteres Problem zu beachten: Häufig kennt das Personal das Werksgelände und sämtliche Gebäude nicht wie seine Westentasche und die einzelnen Systeme sind nicht nur unbekannt, sondern auch unübersichtlich angeordnet. Außerdem sind viele Anlagen längst überaltert, haben bereits 30 oder 40 Jahre auf dem Buckel. Von einer effizienten und umweltgerechten Klimatechnik kann hier keine Rede sein.

Es gilt also, die Unkenntnis auszumerzen und mit einem optimierten Monitoring zu ergänzen. Dafür muss die vorhandene Infrastruktur der Kälte- und Klimaanlagen optimiert und bekannt gemacht werden, außerdem müssen sämtliche Steuerungsprozesse dokumentiert werden. Auch das ist ein Trend in der Klimatechnik: Sich mit allem vertraut zu machen und für mehr Fachkenntnis zu sorgen. Denn nur so lassen sich die vorhandenen Systeme optimal einsetzen und effizient nutzen! Außerdem ziehen Betreiber daraus den Vorteil, dass sie den eigenen Bedarf kennen. Nur allzu oft wird gekühlt, was nicht gekühlt werden muss, wobei wir wieder bei dem bereits oben beschriebenen Trend zum bedarfsgerechten Kühlen sind.

Insgesamt lässt sich also festhalten, dass ein weiterer Trend in der Klimatechnik darin besteht, sich über vorhandene Systeme zu informieren und im Folgenden auch dazu, welche Einspar- und Optimierungsmöglichkeiten zu erkennen sind. Durch moderne Anlagen und Sensoren lässt sich die Funktionstüchtigkeit der Klimaanlagen jederzeit überprüfen und überwachen, auf Ausfälle kann bedeutend schneller und effektiver reagiert werden.