SI/502568

Schlussbericht

In diesem Projekt wird eine neuartige mobile Paneelkühllösung für Gebäude vorgeschlagen, um dem steigenden Bedarf an Raumkühlung zu begegnen. Durch die Verwendung von Phasenwechselmaterialien zur Speicherung von Wärme sind die Kühlpaneele nicht fest installiert, sondern können frei im Raum bewegt und nur bei Bedarf genutzt werden. Im Rahmen des Projekts wurde ermittelt, inwieweit mit einer lokalen und flexiblen Kühlungslösung auf der Grundlage von Strahlungskühlung thermischer Komfort erreicht werden kann und welches Energieeinsparungspotenzial bei Verwendung einer solchen gezielten und lokalen Kühlungslösung im Vergleich zur Raumluftkühlung mit herkömmlichen HLK-Systemen zu erwarten ist. Die Forschungsarbeiten umfassten verschiedene Simulationen sowie die Erstellung von physikalischen Prototypen und eine experimentelle Validierung. Durch die Kopplung von numerischen Strömungssimulationen mit Thermoregulationsmodellen konnte der Wärmehaushalt einer einzelnen Person im Detail untersucht werden, so dass die Auswirkung lokaler Strahlungskühlpaneele auf den thermischen Komfort quantifiziert werden konnte. Die Ergebnisse zeigen deutlich, dass unter den gewählten Auslegungsbedingungen bis zu mässig hohen Raumtemperaturen von 28°C die thermische Behaglichkeit durch die lokale Paneelkühlung vollständig wiederhergestellt werden kann, während die thermische Behaglichkeit bei bis zu 30°C deutlich verbessert werden kann. Darüber hinaus ergab die Analyse, dass für Büroräume mit mässiger Überhitzung und einem prognostizierten Prozentsatz unzufriedener Nutzer von weniger als 40 % die lokale Flächenkühlung eine praktikable Kühllösung darstellt, die im Vergleich zu einem konventionellen Kühlsystem Einsparungen beim Energieverbrauch und den grauen Emissionen um den Faktor 2-6 ermöglicht. Schliesslich konnten die vorläufigen experimentellen Tests den von den Simulationen vorhergesagten positiven Kühleffekt der lokalen Paneelkühlung qualitativ bestätigen, doch sind in Zukunft weitere Tests erforderlich, um dessen Einsatzgrenzen besser zu verstehen.