Free Cooling in der Klimakälte, Untersuchung des Potentials in der Schweiz

Rohrer, Stefan; König, Martin; Tillenkamp, Frank

doi:10.21256/zhaw-1369

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Publication type:	Working paper – expertise – study
Title:	Free Cooling in der Klimakälte, Untersuchung des Potentials in der Schweiz
Authors:	Rohrer, Stefan König, Martin Tillenkamp, Frank
DOI:	10.21256/zhaw-1369
Extent:	VI, 64
Issue Date:	5-May-2018
Series:	IEFE Energy Papers
Series volume:	7, 1
Publisher / Ed. Institution:	ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften
Publisher / Ed. Institution:	Winterthur
Language:	German
Subjects:	Free Cooling; Klimakälte; Kälteanlage; Effizienz; Witschaftlichkeit; Energie; Energieeffizienz
Subject (DDC):	621.04: Energy engineering
Abstract:	In dieser Arbeit wurde das Potential von Free Cooling (direkte Rückkühlung des Kühlmediums mit Einbezug der Umgebung) in der Klimakälte bezogen auf die Schweiz untersucht. Die zahl-reichen Ergebnisse und Diagramme aus dieser Arbeit ermöglichen dem Leser anhand weniger Schritte das Free Cooling Potential in Abhängigkeit von Vorlauftemperatur, Anwendungsart, Standort, Schaltung und Art der Rückkühlung abzuschätzen und so die Sinnhaftigkeit von Free Cooling oder das Optimierungspotential zu beurteilen. Eine Beschreibung dieses Vorgehens inkl. zahlreicher Hilfestellungen ist im Anhang ersichtlich. Die Ergebnisse zeigen, dass der einflussreichste Parameter die benötigte Vorlauftemperatur des Kühlmediums ist. Werden vom Verbraucher Temperaturen unterhalb von 14°C benötigt, fällt das Free Cooling Potential bis auf ein paar wenige Prozent zusammen und ist daher nicht zu empfehlen, sofern keine grösseren internen Lasten (z.B. Rechenzentrum) vorhanden sind. Weiter ist das Potential stark von den klimatischen Verhältnissen am Standort abhängig. Kältere Regionen wie die Alpen ermöglichen über das Jahr einen längeren Free Cooling Betrieb als ver-gleichsweise wärmere Regionen wie das Mittelland oder das Tessin. Nutzt man trockene oder hybride Rückkühler nur zur Vorkühlung, kann sich das Potential verdoppeln. Die weitaus grössten Potentiale bieten Wasseranbindungen (See-, Fluss- oder Grundwasser) oder Erdsonden. Jedoch müssen die Potentiale dieser Anbindungen von Fall zu Fall separat beurteilt werden, denn Boden- resp. Grundwassertemperaturen sind stark vom Ort abhängig und bei der einfachen Modellrechnung in dieser Arbeit wurden keine dynamischen Effekte bei der Abga-be von Wärme an den Boden berücksichtigt. Bei der Anbindung einer Erdwärmesonde muss zudem beachtet werden, dass das Free Cooling eine mögliche Sondenregeneration konkurriert. Weiter müssen die Gesetze bezüglich Grundwassernutzung hinsichtlich Erwärmung eingehalten werden. Da eine Wärmenutzung der Kältemaschine einer Wärmeabgabe an die Umgebung (Free Cooling Betrieb) klar vorzuziehen ist, muss immer geprüft werden, ob ein Free Cooling Betrieb nicht die Kapazität einer möglichen Wärmenutzung gefährdet.
Further description:	Auftraggeber der Studie ist das Bundesamt für Energie BFE
URI:	https://digitalcollection.zhaw.ch/handle/11475/5954
License (according to publishing contract):	Licence according to publishing contract
Departement:	School of Engineering
Organisational Unit:	Institute of Energy Systems and Fluid Engineering (IEFE)
Appears in collections:	IEFE Energy Papers

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Rohrer, S., König, M., & Tillenkamp, F. (2018). Free Cooling in der Klimakälte, Untersuchung des Potentials in der Schweiz. ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften. https://doi.org/10.21256/zhaw-1369

Rohrer, S., König, M. and Tillenkamp, F. (2018) Free Cooling in der Klimakälte, Untersuchung des Potentials in der Schweiz. Winterthur: ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften. Available at: https://doi.org/10.21256/zhaw-1369.

S. Rohrer, M. König, and F. Tillenkamp, “Free Cooling in der Klimakälte, Untersuchung des Potentials in der Schweiz,” ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften, Winterthur, May 2018. doi: 10.21256/zhaw-1369.

ROHRER, Stefan, Martin KÖNIG und Frank TILLENKAMP, 2018. Free Cooling in der Klimakälte, Untersuchung des Potentials in der Schweiz. Winterthur: ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften

Rohrer, Stefan, Martin König, and Frank Tillenkamp. 2018. “Free Cooling in der Klimakälte, Untersuchung des Potentials in der Schweiz.” Winterthur: ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften. https://doi.org/10.21256/zhaw-1369.

Rohrer, Stefan, et al. Free Cooling in der Klimakälte, Untersuchung des Potentials in der Schweiz. ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften, 5 May 2018, https://doi.org/10.21256/zhaw-1369.