Flächenkühlung (Pilotanlage)

Von der Idee zur Anlage: Flächenkühlung als innovatives Pilotprojekt der ICS GmbH

Auf dem Flachdach eines Industriegebäudes (Büro- und Serverräume) wurde eine regenerative Flächenkühl-Anlage aus herkömmlichen Schwimmbadabsorbern aufgebaut. Die Flächenkühlung soll hier zur Kühlungsunterstützung der Serverräume im UG genutzt werden. Konventionell erzeugte Kühlenergie (z.B. über Kompressionskältemaschinen) wird dabei durch regenerative Anteile aus der Umwelt substituiert.

In  mehreren  Forschungsvorhaben (u.a. Masterarbeit HFT Stuttgart) wurde der Energieertrag von nächtlicher Abstrahlung gegen den Himmel quantifiziert und hier nun erstmals als großflächige Pilotanlage (ca. 800 m2 Kollektorfläche) aufgebaut. Die Anlage ist mit ca. 12 m3 Wasser-Glykolgemisch gefüllt und mit umfangreicher Messtechnik ausgestattet.

Das Prinzip der Strahlungskühlung beruht auf der Wärmeabgabe durch langwellige Abstrahlung eines Körpers  an  einen  anderen  Körper  mit  niedrigerer  Temperatur,  der  als  Wärmesenke  dient.  In  dieser Anwendung stellt der Schwimmbadabsorber den zu kühlenden Körper dar, die Wärmesenke ist der Himmel.

Der Himmel eignet sich dafür besonders gut, da die Himmelstemperatur – insbesondere  in  der  Nacht  -  niedriger  ist  als  die  der  meisten  Gegenstände  auf  der  Erde.  In Sommernächten  kann  die  Himmelstemperatur  auf  unter  0°C  absinken;  bei  klarem  Himmel  können sogar Himmelstemperaturen von -10°C erreicht werden.

Die ICS GmbH war für die HOAI-Leistungsphasen 1-8 komplett beauftragt und hat das Projekt somit federführend von der ersten Idee bis zur Umsetzung begleitet. 

Anlagenmonitoring

Als direktes Folgeprojekt beauftragte der Kunde die ICS GmbH, ein Anlagenmonitoring und -management für ein Jahr durchzuführen. Hierbei betreuten wir die Anlage in ihrem ersten Betriebsjahr 2024 und führten diverse Optimierungen und Fehlerbehebungen durch. Die Auswertung und Interpretation der umfangreichen Messtechnik gehörte auch zu unseren Aufgaben.

Das Projekt erhielt zudem einen Zuschuss des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie im Rahmen der Bundesförderung für Energie- und Ressourceneffizienz in der Wirtschaft.

Das Diagramm zeigt die Auswertung der Messwerte im ersten Betriebsjahr 2024 der Flächenkühlung. Auf der linken Seite des Diagramms ist die direkt für die Serverkühlung genutzte Energie der Flächenkühlung im Jahr 2024 dargestellt. Auf der rechten Seite ist die sogenannte Jahresdauerlinie der Anlage zu sehen, aus der man u.a. die maximale Leistung der Anlage im Jahr 2024 erkennen kann.

Wärmetauscher- und Pumpenanlage mit Verteiler der einzelnen Kollektor-Gruppen auf dem Dach.

„Kollektorfeld“ bestehend aus 4 hydraulisch in Reihe geschaltete Schwimmbadabsorber.

Dehnungsbogen in Hauptleitungen zum Ausgleich thermischer Spannungen/Dehnung der Rohrleitungen.