In größeren Anlagen spielt dabei nicht selten ein Kühlturm eine wichtige Rolle, vor allem dann, wenn Rückkühlung zuverlässig und dauerhaft funktionieren muss. Der Druck wächst ohnehin. 2023 entfielen in Deutschland bereits 2,8 Prozent des Stromverbrauchs auf die Klimatisierung von Gebäuden. Gleichzeitig nehmen Hitzeperioden zu. Wer heute plant, plant deshalb besser nicht nur für den nächsten Sommer, sondern für die kommenden Jahre. 

Zentrale Systeme: stark bei Dauerlast, Ordnung in der Technik, Vorteile im großen Maßstab 

Zentrale Kühlsysteme bündeln die Kälteerzeugung an einem Punkt und versorgen von dort mehrere Bereiche oder ganze Gebäude. Typisch sind Kaltwassersätze, wassergeführte Verteilnetze, Rückkühlwerke oder Kombinationen mit freier Kühlung. Gerade in Krankenhäusern, Rechenzentren, Industrieanlagen oder größeren Büroimmobilien liegt der Vorteil auf der Hand: viel Leistung, zentral steuerbar, technisch meist sauberer organisiert als eine Sammlung einzelner Geräte. 

Interessant wird es vor allem dann, wenn Lasten regelmäßig anfallen oder wenigstens gut vorhersehbar sind. Dann lassen sich zentrale Anlagen häufig mit Wärmerückgewinnung, Speichern oder reversiblen Wärmepumpen kombinieren. Wer den Blick erst auf die Gebäudehülle richten möchte, findet mit passive Kühlkonzepte und ihre Grenzen einen sinnvollen Einstieg. Denn die beste Kühlung beginnt oft nicht mit mehr Technik, sondern mit weniger Wärmeeintrag. Klingt banal, wird aber erstaunlich oft übergangen. 

Ein weiterer Punkt zählt inzwischen fast genauso stark wie die reine Leistung: Regulierung. Die EU-Verordnung 2024/573 verschärft den Umgang mit fluorierten Treibhausgasen deutlich, und viele Betreiber müssen ihre Kältestrategie früher überdenken als ursprünglich geplant. Zentrale Anlagen lassen sich in vielen Fällen geordneter auf alternative Kältemittel und neue Effizienzanforderungen ausrichten. Hinzu kommt, dass entsprechende Investitionen in Deutschland über die Kälte-Klima-Richtlinie noch bis Ende 2026 förderfähig sind. Das ist kein Nebenaspekt. Es greift direkt in Wirtschaftlichkeitsrechnungen ein. 

Dezentrale Systeme: flexibel, schnell nachrüstbar, aber nicht automatisch die einfachere Lösung 

Dezentrale Kühlsysteme arbeiten nah am tatsächlichen Bedarf, also direkt im Raum oder in einer einzelnen Zone. Dazu zählen:

• Split-Geräte
• Multisplit-Anlagen
• kompakte Einzelraumlösungen
• spezielle Systeme für kleine Technikflächen

Der Reiz ist offensichtlich. Sie lassen sich etappenweise einbauen, in Bestandsgebäuden oft einfacher nachrüsten und dort einsetzen, wo wirklich Kühlbedarf besteht. Nicht überall. Nicht permanent.

Für kleinere Büros, Praxen, Ladenflächen oder einzelne Serverräume kann das sehr gut passen. Warum eine große zentrale Infrastruktur aufbauen, wenn nur wenige Bereiche zeitweise gekühlt werden müssen? Genau hier spielen dezentrale Lösungen ihre Stärke aus.

Aufwand und Entwicklung im Bestand

Gleichzeitig entsteht mit jedem zusätzlichen Gerät ein neuer Prüf-, Wartungs- und Abstimmungsaufwand. Und plötzlich steht da kein schlüssiges Konzept mehr, sondern eine gewachsene Gerätesammlung mit unterschiedlichen Effizienzklassen, Kältemitteln und Regelungen. Das funktioniert schon. Nur eben oft nicht besonders elegant.

Auch beim Stromverbrauch lohnt sich ein nüchterner Blick. Die Entwicklung zeigt sich in einigen zentralen Zahlen:

• 12,6 TWh Stromverbrauch für die Kühlung von Nichtwohngebäuden in Deutschland im Jahr 2023
• 1,3 TWh zusätzlicher Verbrauch durch Haushalts-Klimageräte
• rund 200.000 verkaufte Monosplit-Geräte pro Jahr seit 2019
• fast 1,6 Millionen installierte Geräte insgesamt

Diese Zahlen zeigen, wie stark dezentrale Lösungen zulegen. Sie zeigen aber auch, wie schnell aus praktischer Flexibilität ein dauerhafter Mehrverbrauch werden kann, wenn Auslegung und Regelung nicht sauber zusammenpassen.

Die eigentliche Entscheidung fällt selten am Reißbrett 

Theoretisch klingt der Vergleich oft klar. In der Praxis ist er es selten. Entscheidend sind Lastprofile, Gebäudestruktur, Nutzungszeiten, Redundanzbedarf und mögliche spätere Erweiterungen. Zentrale Lösungen liegen meist vorne, wenn viele Flächen mit ähnlicher Last dauerhaft versorgt werden müssen oder wenn hohe Ausfallsicherheit gefragt ist.

Dezentrale Systeme passen besser, wenn:

• Nutzungen stark schwanken
• Mieter unterschiedliche Anforderungen haben
• Nachrüstungen mit möglichst wenig Eingriffen erfolgen sollen

Hitzeschutz und Temperaturziele

Dazu kommt der Hitzeschutz. Das Bundesgesundheitsministerium betrachtet Hitzeaktionspläne inzwischen als festen Teil öffentlicher Gesundheitsvorsorge.

Die WHO-Empfehlung zum Kühlen gibt dabei zentrale Orientierungswerte vor:

• Innenräume möglichst unter 32 Grad am Tag halten
• nachts möglichst unter 24 Grad bleiben
• bei Klimaanlagen oft sinnvoll: ca. 27 Grad in Kombination mit Luftbewegung statt starker Abkühlung

Wer sich daran orientieren möchte, findet in der WHO-Empfehlung zum Kühlen bei Hitze eine wichtige Grundlage für die Praxis. Kühlung sollte deshalb nie isoliert betrachtet werden. Sie gehört immer zusammen gedacht mit Verschattung, Luftführung und sinnvoller Regelung.

Ohne passive Maßnahmen wird aktive Kühlung schnell teuer 

Genau an diesem Punkt kippen viele Projekte. Erst wird über Anlagengröße gesprochen, dann über Lasten. Eigentlich müsste es umgekehrt laufen.

Maßnahmen zur Reduzierung der Kühllast sind zum Beispiel:

• außenliegender Sonnenschutz
• geringere interne Wärmeeinträge
• Nachtlüftung
• sinnvolle Fenstersteuerung
• helle oder begrünte Fassaden

Solche passiven Maßnahmen können die Kühllast spürbar senken. Das Umweltbundesamt empfiehlt sie ausdrücklich vor aktiver Klimatisierung. Auch das Bundesbauministerium betont bei Nichtwohngebäuden, dass vor maschineller Kühlung zunächst Verschattung geprüft und umgesetzt werden sollte.

Auswirkungen auf die Systemwahl

Sinkt die Last deutlich, reicht womöglich eine kleinere zentrale Anlage. Oder ein dezentrales Konzept wird überhaupt erst wirtschaftlich tragfähig.

Umgekehrt zeigt sich in verdichteten Technikbereichen oder in kontinuierlich belasteten Produktionsumgebungen schnell, dass nur eine zentrale Lösung dauerhaft genug Reserven mitbringt.

Der Grundsatz ist simpel: Erst Lasten senken, dann Technik dimensionieren.

Fazit: Nicht die Theorie entscheidet, sondern der spätere Betrieb 

Zentrale und dezentrale Kühlsysteme stehen nicht für richtig oder falsch, sondern für unterschiedliche Antworten auf unterschiedliche Anforderungen. Wo hohe Laufzeiten, klare Betriebsführung, Monitoring und Reserven gefragt sind, spricht vieles für zentrale Lösungen. Wo kleinteilige Nutzungen, schrittweise Modernisierung oder schwierige Bestandsstrukturen den Rahmen setzen, sind dezentrale Systeme oft näher an der Praxis.

Wirklich tragfähig wird die Entscheidung aber erst, wenn auch passive Maßnahmen, Kältemittelwahl, Wartungsrealität und spätere Erweiterungen mitgedacht werden. Denn in einem Markt mit steigender Hitze, wachsendem Strombedarf und strengeren Vorgaben gewinnt am Ende nicht das imposanteste System. Sondern das, das im Alltag verlässlich, wirtschaftlich und passend zur tatsächlichen Last arbeitet. 

Alles auf einen Blick:

• Ein Kaltwassersatz ist ein Gerät, das erwärmte Kühlflüssigkeiten, in der Regel Kühlwasser, auf eine kalte Temperatur herunterkühlt. Er wird auch Prozesskühler Chiller genannt.
• Dadurch stellt er laufend Kaltwasser zur Verfügung, ohne dass er einen Anschluss ans Leitungswasser braucht.
• Er wird vor allem zur Klimatisierung von Gebäuden und in der Industrie für Maschinen, die während des Betriebs viel Wärme produzieren, benötigt.
• Zum Kühlen kommt ein Kältemittel zum Einsatz, das die Wärme der Kühlflüssigkeit aufnimmt und woanders wieder abgibt. Dafür eignen sich natürliche Stoffe, aber auch fluorierte Treibhausgase, sogenannte F-Gase.
• Für Kaltwassersätze im Freien eignet sich die luftgekühlte Variante, für die Montage in Gebäuden die wassergekühlte. Die Kälteleistung liegt je nach Anforderungen und Größe zwischen zwei kW und einigen Hundert kW.
• Kaltwassersätze sind kostenintensive Anschaffungen. Für eine zeitlich begrenzte Nutzung bieten einige Hersteller der Klima- und Kältebranche Leihgeräte an.

Begriff und Anwendung

Kaltwassersätze stellen Kaltwasser bereit, ohne dass dafür ein Anschluss ans Leitungswasser nötig ist. Sie kommen überall dort zum Einsatz, wo Kaltwasser zum Kühlen eines anderen Prozesses, zum Beispiel bei industriellen Maschinen, gebraucht wird.

Was ist ein Kaltwassersatz?

Ein Kaltwassersatz ist ein Gerät, das einer Flüssigkeit Wärme entzieht. Bei dieser Flüssigkeit handelt es sich meist um Kühlwasser, das zuvor bereits ein anderes System oder eine Maschine gekühlt und dabei dessen Wärme aufgenommen hat. Im Kaltwassersatz gibt das warme Kühlwasser die aufgenommene Wärme an spezielle Kältemittel ab und ist somit anschließend wieder in der Lage zum Kühlen.

Kaltwassersätze bieten den großen Vorteil, dass das Kühlwasser im Kühlkreis permanent genutzt werden kann und nicht durch frisches, kaltes Leitungswasser ersetzt werden muss. Dadurch steht, auch ohne Anschluss ans Leitungswasser, immer Kaltwasser zur Verfügung. Zudem reduziert das den Wasserverbrauch auf ein Minimum.

Andere Bezeichnungen für Kaltwassersätze sind Prozesskühler, Water-Chiller, Chiller oder Process-Cooler.

Wofür wird ein Kaltwassersatz benötigt?

Kaltwassersätze haben ein vielfältiges Anwendungsgebiet. Unter anderem kommen sie hier zum Einsatz:

• Kühlung von industriellen Maschinen und Geräten mit hoher Wärmelast
• Klimatisierung von Gebäuden, Hallen und Zelten
• Kühlung von Magnetresonanz- und Computertomographen in der Medizintechnik
• Kühlen von Lasern in der Industrie und Forschung

Das Funktionsprinzip von Kaltwassersätzen ist übrigens dasselbe wie von Wärmepumpen. Bei der Bezeichnung des Geräts geht es im Grunde nur darum, ob es primär um die Nutzung der Kühlung oder der Erwärmung geht. Moderne Geräte können gleichzeitig oder zeitversetzt zum Kühlen und als Wärmepumpe zum Heizen genutzt werden.

Funktion und Typen

Um erwärmtes Kühlwasser zu kühlen, wird die Wärme des Kühlwassers in einem separaten Kreislauf auf ein Kältemittel übertragen. Dieses wiederum gibt die aufgenommene Wärme an anderer Stelle ab.

Wie funktioniert ein Kaltwassersatz?

Kaltwassersätze funktionieren, weil sie sich zweier physikalischer Prinzipien bedienen:

• Die Temperatur zwischen zwei unterschiedlich warmen beziehungsweise kalten Stoffen gleicht sich mit der Zeit immer aus, wenn diese miteinander in Kontakt kommen.
• Die Temperatur eines Gases steigt, wenn sich der Druck erhöht, und sinkt, wenn der Druck nachlässt.

1. Das erwärmte Kühlwasser, das auf ein niedrigeres Temperaturniveau gebracht werden soll, fließt aus dem Kühlwasserkreislauf in den Verdampfer des Kaltwassersatzes. Darin umspült es die sogenannten Kühlrippen. Durch die Kühlrippen fließt in zunächst flüssiger Form das Kältemittel. Sein Druck und seine Temperatur sind zu diesem Zeitpunkt noch niedrig.
2. Das warme Kühlwasser gibt nun seine Wärme an die kalten Kühlrippen ab. Das Kältemittel nimmt diese Wärme auf und verdampft, wird also gasförmig.
3. Der Kältemitteldampf wird nun vom Verdichter angesaugt und verdichtet. Es steigen also der Druck und folglich das Temperaturniveau des Gases an. In der Regel handelt es sich beim Verdichter um einen Kompressor.
4. Der Kältemitteldampf gelangt nun in die Kühlrippen des Verflüssigers. Diese Kühlrippen werden – je nach Modell – von kaltem Wasser oder kalter Luft umströmt.
5. Im Verflüssiger kommt es zum erneuten Wärmeaustausch. Der Kältemitteldampf gibt nun die zuvor aufgenommene Wärme an das kalte Wasser beziehungsweise die kalte Luft ab. Durch das Abkühlen verflüssigt er sich. Die abgegebene Wärme wird nach außen geleitet.
6. Die Kältemittelflüssigkeit wird zum Verdampfer weitergeleitet, wo der Kältekreislauf von neuem beginnt. Vor dem Verdampfer befindet sich in der Regel ein sogenanntes Expansionsventil, das durch eine Verengung im Rohr den Druck im Kältemittel verringert.

Luftgekühlt oder wassergekühlt: Was ist der Unterschied?

Um den Kältemitteldampf im Verflüssiger abzukühlen, kommen entweder kaltes Wasser (wassergekühlt) oder kalte Luft (luftgekühlt) infrage. Für welches System Sie sich entscheiden, hängt dabei vor allem vom Aufstellort des Kaltwassersatzes und Ihren Anforderungen an das System ab. So kann ein Kaltwassersatz beispielsweise, je nach Typ, auch als Wärmepumpe eingesetzt werden.

Generell haben beide Ausführungen diese Eigenschaften:

Kompressor oder Absorption: Was ist der Unterschied?

Die meisten Kaltwassersätze haben einen Kompressionskältekreislauf. Es gibt aber auch Typen mit einem sogenannten Absorptionskältekreislauf. Gemeint ist damit, auf welche Art und Weise der Kältemitteldampf verdichtet wird, bevor er im Verflüssiger landet.

Ein Kompressor macht sich den physikalischen Effekt der Verdampfungswärme zu Nutze. Dieser Effekt tritt auf, wenn sich der Aggregatzustand eines Stoffs von flüssig zu gasförmig ändert.

Beim Absorptionskältekreislauf handelt es sich um einen thermischen Verdichter. Hierbei kommt neben dem Kältemittel ein zweiter Stoff zum Einsatz. Bei geringer Temperatur wird das Kältemittel von diesem zweiten Stoff aufgenommen, absorbiert, und bei höherer Temperatur wieder abgegeben, desorbiert. Zu den Vorteilen zählen unter anderem der geringe, elektrische Energieverbrauch, die geringe Störanfälligkeit und die gute Abwärmenutzung anderer Prozesse zur Kühlung. Dem gegenüber stehen die hohen Anschaffungskosten, der große Platzbedarf und das meist hohe Gewicht.

Kaltwassersatz kaufen: Hersteller, Kosten und Kauftipps

Kaltwassersätze sind eine kostspielige Investition. Die Preise für Anlagen, die für industrielle Zwecke geeignet sind, liegen Sie sehr schnell im mittleren, fünfstelligen Bereich. Benötigen Sie einen Chiller nur für eine kurze Zeit, ist das Mieten einer solchen Anlage meist die sinnvollere Variante. Einige Hersteller bieten daher neben dem Verkauf auch Leihgeräte an.

Welche Hersteller gibt es?

Zu bekannten Herstellern in der Klima- und Kältebranche gehören unter anderem:

• Bergcold
• Efficient Energy
• GCM Kältesysteme
• MTA Deutschland
• Schwämmle
• Secon
• Skadec
• Swegon
• Thermo-Tec Klimageräte
• Trane Roggenkamp

Wie viel kostet ein Kaltwassersatz?

Kaltwassersätze haben ihren Preis: kleine, weniger leistungsstarke Geräte beginnen kostentechnisch bei mindestens 3.000 Euro. Hierbei handelt es sich oft um Anlagen, deren Kälteleistung zwischen 2 und 5 kW (Kilowatt) liegt. Allerdings steigen die Anschaffungskosten mit der Leistung der Anlage schnell an und liegen damit in der Regel weit über 3.000 Euro. So liegt beispielsweise ein Chiller mit einer Kälteleistung von ungefähr 30 kW bei 10.000 Euro, ein Chiller mit 45 kW bei rund 17.000 Euro, eine Anlage mit 90 kW bei 26.000 Euro und ein großer Industrie-Kaltwassersatz mit über 100 kW bei mehr als 30.000 Euro.

Allerdings hängen die Kosten solcher Geräte größtenteils auch von der Marke und vielen weiteren Details zur technischen Ausstattung ab. Die oben aufgezählten Beispiele können daher nicht als Pauschalpreise, sondern nur als Orientierung gesehen werden.

Worauf sollten Sie beim Kauf achten?

Aufgrund der großen Produktbreite von Kaltwassersätzen, die alle unterschiedlichen Typen entsprechen, ist es nicht immer so einfach, das für sich passende Produkt zu finden.

Die wichtigsten Fragen, die Sie sich vor einer Kaufentscheidung stellen sollten sind:

• Welche Kälteleistung benötigen Sie für Ihre Zwecke?
• Welche Art von Kühlmitteln möchten Sie nutzen?
• Wird der Kaltwassersatz im Freien oder in einem Gebäude stehen?
• Welche Kühlmitteltemperatur herrscht am Eingang und Ausgang des Kühlers?
• Was ist die maximale und die minimale Umgebungstemperatur, bei der der Kaltwassersatz funktionieren soll?

Da Kaltwassersätze eine hohe Investition darstellen, sollten Sie sich vor einem Kauf jedoch unbedingt von einem Experten beraten lassen. Dieser analysiert die Standortbedingungen und die Anforderungen an die kühlende Anlage und findet so das für Sie passende Gerät.

Fazit

Ein Kaltwassersatz, auch Water-Chiller oder nur Chiller genannt, stellt kaltes Wasser zur Verfügung.

In der Praxis kommen Chiller dort zum Einsatz, wo Kühlwasser oder andere Kühlflüssigkeiten gebraucht werden. Das kann bei der Kühlung von industriellen Maschinen oder bei der Klimatisierung von Gebäuden der Fall sein. Damit beispielsweise Kühlwasser eine Maschine kühlen kann, nimmt dieses zuerst deren Wärme auf. Warmes Kühlwasser kann aber nicht mehr kühlen. Ein Kaltwassersatz kühlt das Kühlwasser oder auch andere Kühlflüssigkeiten wieder auf eine brauchbare Temperatur herunter. Dafür kommen spezielle Kältemittel zum Einsatz, die die Wärme des Kühlwassers aufnehmen und woanders wieder abgeben. Moderne Anlagen entlassen die Wärme nicht ungenutzt in die Umgebung, sondern nutzen sie zum Heizen. Solche Geräte sind dann Kaltwassersatz und Wärmepumpe in einem.

Kaltwassersätze gibt es luftgekühlt und wassergekühlt. Dabei geht es darum, ob der Wärmeaustausch im Kaltwassersatz mithilfe von kalter Luft oder kaltem Wasser geschieht. Wichtiges Kriterium, ob für Sie eine luftgekühlte oder wassergekühlte Anlage infrage kommt, ist der Aufstellort: So sind erste für eine Aufstellung im Freien vorgesehen, letztere für die Installation in Innenräumen.

Die Kältetechnik ist eine der wichtigsten Tätigkeiten für unseren Alltag. Sie beschäftigt sich mit der Erzeugung von Kälte und der Konstruktion verschiedener Geräte, die diese Kälte möglichst effizient erzeugen sollen. Ob die Lebensmittel in Ihrem Kühlschrank oder die Utensilien des Arztes – in unzähligen Bereichen wird die Kühlung durch die richtige Kältetechnik benötigt!

Was ist Kältetechnik?

Der Begriff der Kältetechnik umfasst grundsätzlich alle Maßnahmen, die zur technischen Erzeugung von Kälte führen, wobei „Kälte“ als eine Temperatur unter der Umgebungstemperatur definiert ist. Dies wird mit Hilfe von verschiedenen Geräten erreicht, die von einem versierten Klimatechniker installiert und eingestellt werden. Die Kältetechnik findet Anwendung in zahlreichen Einsatzfeldern, denn sowohl private Haushalte als auch öffentliche Einrichtungen und Unternehmen benötigen diese Technik für die alltäglichen Abläufe.
Die Kältetechnik wird in den meisten Geräten in Form eines Kältekreislaufs umgesetzt: Hier wird das Kühlmittel im Gerät verdichtet und erwärmt, diese Wärme wird wiederum abgegeben, sodass das Kühlmittel in den Verdampfer und dort anschließend Wärme entziehen kann. Das Kühlmittel gelangt am Ende gasförmig zum Kompressor. Diese Methode wird mittlerweile am häufigsten angewandt – beispielsweise bei modernen Kühlschränken.

Die Umsetzung von Kältetechnik

Die Umsetzung der Kältetechnik erfolgt immer von einem Fachmann, da hier mit elektrischen Geräten gearbeitet wird. Auch die Handhabung der Kältemittel sollte nicht unterschätzt werden – vermeiden Sie es daher, Reparaturen und andere Maßnahmen am Kühlschrank und anderen Geräten selbst vorzunehmen!

Kältemittel

Kältemittel müssen wichtige Eigenschaften besitzen, die sie für den Einsatz in Kühlanlagen geeignet machen: Sie müssen beispielsweise schon bei geringen Temperaturen verdampfen und dürfen nicht giftig sein. Chemische Stabilität und schwere oder nicht vorhandene Entflammbarkeit sind zudem nötig. Mit dieser Flüssigkeit kann so die sogenannte Verdampfungswärme genutzt werden, die entsteht, wenn das flüssige Kältemittel verdampft. Früher waren Fluorchlorkohlenwasserstoffe, kurz FCKW, die am häufigsten eingesetzten Kältemittel. Da diese jedoch umweltschädlich sind – durch deren Freigabe wird die Ozonschicht geschädigt – wird heute vermehrt zum Einsatz von Fluorkohlenwasserstoffe oder teilhalogenierten Fluorkohlenwasserstoffen gegriffen. Allerdings schaden diese Mittel der Umwelt, denn sie tragen zum Abbau der Ozonschicht sowie zum Treibhauseffekt bei.

Parallel zu diesen als synthetisch klassifizierten Kältemittel gibt es in der Kältetechnik Alternativen natürlichen Ursprungs: Auch Ammoniak wird sehr häufig eingesetzt, da es nicht klimaschädlich ist und nur sehr schwer entflammbar ist. Jedoch besitzt Ammoniak den großen Nachteil, dass es giftig ist. Wasser wird als Kältemittel sehr selten eingesetzt, da es nur bei Temperaturen über dem Gefrierpunkt verwendet werden kann. Wenn Kohlenstoff nicht halogeniert wird, wird es als R-744 ebenfalls als Kältemittel eingesetzt. In der natürlichen Kältetechnik bringt dieser Stoff sehr gute Leistungen, allerdings kann es schon in geringer Konzentration der Gesundheit schaden, da es die Atmung blockieren kann. Giftig ist dieser Stoff jedoch nicht.

Funktionsweise

Grundsätzlich bestehen die meisten Geräte im Kälteanlagenbau aus einem Verdichter, einem Verflüssiger und einem Verdampfer. Diese Komponenten werden für den reibungslosen Ablauf des Kältekreislaufs unbedingt benötigt.
Bei der Verdampfung aus dem flüssigen Zustand nimmt das eingesetzte Kältemittel Wärme auf. Durch den Wechsel des Aggregatzustands entsteht Kälte. Der Dampf aus dem Verdampfer wird anschließend vom Verdichter angesaugt, sodass niedrigerer Druck und damit eine niedrigere Temperatur entstehen kann. Im Verdichter wird das Kältemittel schließlich – meistens mit der Hilfe eines Kolbens – komprimiert, von wo aus es in erhitztem Zustand und mit höherem Druck im Verflüssiger wieder flüssig gemacht wird. Die Flüssigkeit wird in einem Behälter gesammelt und der Kreislauf der Kältetechnik beginnt von vorne.

Alternativ zu den herkömmlichen Kühlanlagen werden mittlerweile auch Wärmepumpen zur Kühlung eingesetzt. Dies kann, je nach Wärmepumpe, in passiver oder aktiver Form erfolgen. Bei dieser alternativen Form der Kältetechnik wird entweder der Erdboden oder die Außenluft als Quelle.

Einsatzzwecke und Tätigkeiten des Klimatechnikers

Kühlanlagen werden in zahlreichen Bereichen der Industrie und des alltäglichen Lebens benötigt und eingesetzt: Sowohl Ihr Kühlschrank und der Ventilator zu Hause als auch die Tiefkühltruhen im Supermarkt sind Teil der Kältetechnik. Neben den Privathaushalten ist die Lebensmittelindustrie eine wichtige Branche, in der der Kältetechniker arbeitet. Auch der medizinische Bereich wird mit den passenden Kühlanlagen versorgt.
Neben den typischen Gefriertruhen und Kühlschränken können Ihre Räumlichkeiten auch mit Ventilatoren gekühlt werden, während die Arbeitsplätze in großen Hallen über komplizierte und weitläufige Systeme auf angenehme Temperaturen gekühlt werden.

Der Klimatechniker übernimmt sowohl für private als auch für öffentliche Auftraggeber und Unternehmen die Montage der Kühlanlage. Er kann Ihnen ebenfalls zu einer passenden Kühlung raten – durch die zahlreichen Auswahlmöglichkeiten fällt es Laien oft schwer, das richtige Modell für die eigenen Bedürfnisse zu finden. Die Arbeit in der Kältetechnik umfasst daneben natürlich die Montage der einzelnen Geräte, aber der Klimatechniker steht auch zur Verfügung, wenn ein Produkt repariert werden muss.

In bestimmten Räumlichkeiten ist es notwendig, dass die Temperaturen sowie die Feuchtigkeit im Raum überwacht und dokumentiert werden. Damit Sie Arbeit und Zeit sparen und die Umgebungsdaten stets genau und aktuell sind, empfiehlt sich hier die automatische Überwachung des Gebäudeklimas. Mit Hilfe einer entsprechenden Analyse-Software können die eingespeisten Daten zudem gleichzeitig ausgewertet werden und sind – auf einer Cloud gespeichert – stets abrufbereit. Besonders für Unternehmen, bei denen die Werte stets zur Hand sein müssen oder bereits geringe Temperaurschwankungen kritisch sind, ist die automatische Überwachung des Gebäudeklimas sinnvoll und wichtig.

Die korrekte Installation des automatischen Überwachungssystems für das Gebäudeklima

Für die automatische Überwachung des Gebäudeklimas muss neben dem entsprechenden Datenaufzeichnungssystem auch ein entsprechendes (WLAN-)Netzwerk zur Verfügung stehen. Nur so kann eine Kommunikation zwischen den Geräten stattfinden – diese können sich sodann entsprechend aufeinander einspielen oder anpassen um die vorgegebenen Werte nicht zu über- oder unterschreiten. Zusätzlich werden die erhobenen Werte – wenn vorhanden – an eine zentrale Stelle oder eine Cloud gesendet. Hier werden alle wichtigen Daten gesammelt und können von unterschiedlichen Stellen aus eingesehen werden. Von Vorteil ist dies, wenn entweder mehrere Mitarbeiter auf die Daten zugreifen müssen oder um die gesammelten Werte von einer Software auswerten zu lassen.

Viele Hersteller bieten bereits Komplettlösungen an. Dabei werden die Messgeräte an den prägnanten Stellen oder je nach Herstellerangaben im Raum verteilt oder an den entsprechenden Maschinen installiert. Anschließend müssen die Fühler konfiguriert werden. Nachdem das Empfangsgerät mit dem Netzwerk (Intranet oder Internet) der Firma verbunden wurde, wird die entsprechende Sendefrequenz zwischen den Messgeräten mit Sendern und dem Empfangsgerät eingestellt. Dies geschieht häufig mit Hilfe einer Software. Hier können Sie auch bestimmen, in welchen Intervallen die Messung erfolgen muss.

Bei besonders empfindlichen Produkten wie beispielsweise Lebensmitteln empfiehlt sich ein sehr kurzer Intervall inklusive Alarmfunktion, falls die Werte unter- oder überschritten werden. In diesem Fall wird automatisch eine SMS oder E-Mail an das Facility Management oder den für die Überwachung des Gebäudeklimas zuständigen Mitarbeiter gesendet.

Ein weiterer Pluspunkt ist, dass die automatisch und digital gesammelten Daten für alle Mitarbeiter einsehbar sind, die sich mit dem Gebäudeklima auseinandersetzen und überwachen müssen.

Neben der Ersparnis von Zeit und Kosten bietet die automatische Überwachung des Gebäudeklimas auch die lückenlose Aufzeichnung der Temperatur und der Raumfeuchtigkeit. Auch die Fehlerquote sowie die fehlende Werte auf Grund von Krankheitsausfällen oder Urlaubstagen wird verringert. Darüber hinaus können Sie bei der automatischen Überwachung auch erkennen, ob beispielsweise die Kühllast korrekt berechnet wurde oder die Kühlung neu geplant werden muss.

Das richtige System

Neben der Lebensmittelindustrie ist auch in der Pharmaindustrie die Dokumentation der Temperatur Pflicht. Damit die Daten später auch Bestand haben und entsprechend bei Kontrollen und als Nachweis verwendet werden können, achten Sie beim Kauf darauf, dass das Überwachungssystem die allgemeinen Normen wie DIN EN 12830 (Temperaturregistriergeräte), FDA (Fernmeldedienstanbieter), LHMHV (Lebensmittelhygiene-Verordnung) oder HAACP (Hazard Analysis and Critical Control Points / Gefahrenanalyse und kritische Kontrollpunkte ) einhält.

Neben unterschiedlicher Software, die die Daten auswertet, ist auch eine entsprechende Vielzahl an Variationen von Empfangsgeräten vorhanden. Diese können neben den schlichten Werten auch entsprechende Diagramme mit der Entwicklung des Gebäude- oder Raumklimas anzeigen. Zusätzlich sind die Sensoren und Fühler teilweise nur für bestimmte Extremwerte ausgelegt. Einige halten hohe Minusgrade, andere wiederum große Hitze stand.

Sie sollten bei Ihrer Wahl folglich darauf achten, ob der Temperatursensor den Messbereich abdeckt, wie genau die Messungen sind und wie groß der integrierte Datenlogger ist. Bei einem Netzwerkausfall sollte er mindestens 3 Tage alle neuen Informationen intern speichern können, damit die gesammelten Werte nicht verloren gehen. Besonders in hygienisch kritischen Bereichen sollte auch das Gehäuse der Mess- und Empfangsgeräte entsprechend ausgestattet sein. Achten Sie daher auf ein steriles und kompaktes Gerät, das relativ robust sowie wartungsarm ist.

Auch bei der Wahl des Empfangsmoduls sollten Sie bestimmte Faktoren beachten: Ist ein Online-Zugriff und somit die Speicherung der Daten in einer Cloud möglich? Gibt es ein sicheres Langzeitarchiv? Ist der Zugriff auf die Daten nur mit der Software oder auch über den Browser möglich? Wenn Sie die gesammelten Daten auswerten oder weiterverwerten wollen, sollten Sie zusätzlich auch auf die Ausgabeform der Informationen achten. Werden die Messwerte in einer Excel-Datei gesammelt, so ist das Weiterleiten und Aufarbeiten problemlos möglich. Wird zusätzliche Software benötigt, sollten Sie sich nach einer alternativen Auswertungssoftware umschauen. Auch auf Sonderfunktionen, die je nach Ihren Wünschen angepasst werden können und Ihnen zusätzliche Sicherheit bei der automatischen Überwachung des Gebäudeklimas bieten, sind bei Ihrer Auswahl zu beachten.

Ideal ist es, wenn Sie sich von einem Fachmann beraten lassen. Dieser kann Ihnen die ideale Komplettlösung für Ihr Gebäude zusammenstellen. So können Sie sich sicher sein, dass die Geräte untereinander kompatibel sind und die Software die gesammelten Werte auch analysieren und auswerten kann.

Alles auf einen Blick:

• Natürliche Kältemittel sind die umweltbewusste Alternative zu FCKWs und FKWs.
• Neben der hohen volumetrischen Kälteleistung, die eine kompakte Bauweise des Klimageräts erlaubt, weisen die Mittel für Anlagen zur Kältetechnik auch eine hohe kritische Temperatur auf.
• Ammoniak, Propan, Butan und Kohlendioxid sind die bekanntesten. Aber auch Wasser kann als Kühlmittel genutzt werden.
• Die unterschiedlichen Substanzen finden ihre Anwendung je nach räumlicher und technischer Anforderung.

Arten und Einsatzgebiete

Natürliche Kältemittel sind Substanzen, die in der Natur vorkommen. Dazu gehören unter anderem Ammoniak, Wasser und Kohlendioxid, auch Kohlenstoffdioxid genannt. Eingesetzt werden sie je nach individuellen Eigenschaften in Klima- und Kälteanlagen in verschiedenen Bereichen, um Kälte zu erzeugen.

Was sind natürliche Kältemittel?

Ein Kältemittel ist nach der DIN EN 378 ein Fluid, das zur Wärmeübertragung in einer Kälteanlage eingesetzt wird und bei niedriger Temperatur und niedrigem Druck Wärme aufnimmt. Es grenzt sich ab vom Kühlmittel, das nur innerhalb eines Kühlzyklus die Wärmeenergie zur Kühlung transportiert. Das Kältemittel hingegen trägt die Wärmeenergie vom Kühlgut in die Umgebung.

Natürliche Kältemittel sind in der Natur vorkommende Substanzen, die nicht künstlich produziert werden müssen. Sie setzen sich aus Sauerstoff, Kohlenstoff, Stickstoff und Wasserstoff zusammen.

Welche Arten von natürlichen Kältemitteln gibt es?

Ammoniak, Kohlendioxid, Luft, Kohlenwasserstoff und Wasser sind die bekanntesten und verbreitetsten natürlichen Mittel.

Wo werden sie eingesetzt?

Natürliche Kältemittel kommen in geschlossenen und offenen Kälteanlagen, Klima- und Kühlanlagen zum Einsatz. Dabei ist das Spektrum vielfältig. Beispielsweise werden sie in der Lebensmittelindustrie, Gebäudetechnik, Logistik, chemischen Industrie, Freizeitindustrie oder im Gesundheitswesen eingesetzt. Je nach Anwendungsfall eignet sich ein bestimmtes Mittel.

In Fahrzeugen wird neben Kohlendioxid aktuell vor allem noch Tetrafluorpropen (R-1234yf) eingesetzt. Es gibt aber Bestrebungen, vermehrt Luft für die Produktion von Kälte zu nutzen.

Eigenschaften

Natürliche Kältemittel sind nicht schädlich für die Ozonschicht und erhöhen auch nicht den Treibhauseffekt. Bestenfalls weisen sie eine hohe volumetrische Kälteleistung, Wärmeleitfähigkeit und kritische Temperatur auf. Letztere bildet den Übergang von flüssig zu gasförmig. Doch damit nicht genug.

Was ist der Unterschied zu synthetischen Kältemitteln?

Synthetische Kältemittel sind solche, die künstlich hergestellt werden, also nicht in der Natur vorkommen. Dazu gehört Fluorchlorkohlenwasserstoff, kurz FCKW, das ein sogenanntes halogeniertes Kältemittel ist. Diese künstlich produzierten Substanzen bestehen aus Kohlenwasserstoffen, bei denen Wasserstoffatome durch Halogene, Chlor und Fluor ersetzt werden.

Was sind die Eigenschaften von natürlichen Kältemitteln?

Zu den physikalischen Eigenschaften zählen die hohe kritische Temperatur und volumetrische Kälteleistung, die eine kompakte Bauweise der Geräte ermöglicht. Daneben sind noch folgende Eigenschaften im Vergleich zu FCKWs entscheidend:

• umweltverträglicher aufgrund der geringeren Ozonschichtbelastung und des geringeren Treibhauspotenzials
• sofort in unbegrenzter Menge verfügbar
• relativ preiswert
• nicht giftig
• nicht korrosiv

Was sind die Nachteile von natürlichen Kältemitteln?

• geringerer Brandschutz als FCKWs
• Kompatibilität nicht zu jeder Kühlanlage gegeben
• teilweise sehr starker Geruch
• Wasser und Luft sind für spezielle Anwendungen geeignet, bedürfen aber noch weiterer Forschung, um kommerziell großflächig nutzbar zu sein.

Wann ist welches natürliche Kältemittel sinnvoll?

Das perfekte Kältemittel verbindet folgende Eigenschaften:

• gute physikalische und thermodynamische Eigenschaften wie hohe volumetrische Kälteleistung, Wärmeleitfähigkeit und hoher kritischer Punkt
• chemisch-strukturelle Stabilität
• kein Einfluss auf das Klima
• leicht verfügbar

Allerdings gibt es keine Substanz, die alle Punkte erfüllt. Daher muss bei jeder Anwendung das passende System samt Kältemittel ausgewählt werden. So sind der Aufstellungsort sowie die technischen und preislichen Anforderungen neben den Umweltaspekten bei der Auswahl wichtige Kriterien.

Ammoniak, Propan und Co.

Die unterschiedlichen natürlichen Substanzen verbinden verschiedene Eigenschaften. Ammoniak, Propan, Butan und Kohlendioxid sind für unterschiedliche Anwendungsgebiete geeignet. Falls Sie sich nach dem Durchlesen der Vor- und Nachteile weiterhin unsicher sind, sollten Sie einen Klimatechniker zurate ziehen.

Was sind die Eigenschaften von Kohlendioxid?

Das Kürzel von Kohlendioxid, auch Kohlenstoffdioxid genannt, ist R-744, die chemische Formel CO2.

Vorteile:

• große volumetrische Kälteleistung: Dadurch wird nur geringer Volumenstrom notwendig, wodurch wiederum eine kompakte Bauweise mit kleinen Rohrleitungen des Kühlgeräts möglich ist
• ungiftig
• unbrennbar
• verhältnismäßig geringer Treibhauseffekt
• exzellente Wärmeübertragung

Nachteile:

• reaktionsträge
• relativ hoher Betriebsdruck erforderlich (mehr als 80 bar), wodurch eine robuste Bauweise nötig wird
• schwerer als Luft
• bei einer Konzentration von 2,5 Prozent tödlich
• geruchlos, wodurch ein Leck schwer zu erahnen ist

Anwendung:

Kohlendioxid kann bei Temperaturen zwischen -55 und 30 Grad Celsius genutzt werden. In diesem Bereich sind mit CO2 ausgestattete Systeme effizienter als herkömmliche Systeme mit synthetischen Kältemitteln.

Kohlendioxid ist insbesondere für Wärmepumpen und zur Wärmerückgewinnung sowie für Fahrzeug-Klimaanlagen geeignet.

Was sind die Eigenschaften von Ammoniak?

Die chemische Formel ist NH3, das Kürzel R-717. Zu den Vorteilen zählen:

• vielfältig verwendbar
• kein Treibhauspotenzial
• keine Ozonschichtbelastung
• leichter als Luft
• geruchsstark: Der bekannte Geruch dient als Art Frühwarnsystem, ist er doch ab 20 ppm wahrzunehmen. Eine gesundheitsschädigende Wirkung entsteht allerdings erst bei über 1000 ppm.
• hoher Wärmeenergiekoeffizient

Nachteile:

• giftig
• korrosiv bei Kupferwerkstoffen
• brennbar bei 15 bis 28 Prozent Konzentration in der Luft
• explosiv, aber erst bei einer Zündtemperatur von 650 Grad Celsius

Anwendung:

Ammoniak ist ideal für Kälteanlagen ab einer Leistung oberhalb von 500 Kilowattstunden und wird beispielsweise in Brauereien, Schlachthäusern oder Tiefkühlhäusern und Messehallen verwendet.

Was sind die Eigenschaften von Kohlenwasserstoff?

Beim Kohlenwasserstoff gibt es mehrere Varianten. Propan und Butan sind die gängigsten für Kältemittel genutzten Substanzen. Das Kürzel für Propan ist C3H8, die Formel R-290. Butan hat die chemische Formel C4H10 und das Kürzel R-600a.

Die Vorteile sind insbesondere:

• gute Energieeffizienz (Propan im Vergleich zu FCKWs wie Chlordifluormethan (R22) und Tetrafluorethan (R134a)
• niedriger Druck und damit besseres Betriebsverhalten (Butan: bei 40 Grad Celsius hat Butan 5 bar, R134a 10 und R404 18 bar)
• geringes Treibhauspotenzial

Als Nachteil muss vor allem die leichte Entflammbarkeit aufgeführt werden. Sie führt zu erhöhten Sicherheitsvorkehrungen. Am besten ist es daher, die Zündquellen bereits bei der Planung zu eliminieren.

Anwendung:

Kohlenwasserstoff ist in industriellen Kälteanlagen seit Jahren erprobt und wird vor allem in der Wärmepumpentechnik und für Haushaltsgeräte wie Kühlschränke eingesetzt.

Allgemein sind Kohlenwasserstoffe nicht in ein Muster zu packen. Sie weisen zwar alle eine Wärmeenergie von circa 200 Kilojoule pro Kilogramm auf, aber Butan ist sehr leicht entflammbar, während Bromtrifluorethan gar nicht entflammbar ist. Auch bezüglich Ozonschicht und Treibhauseffekten können große Unterschiede bestehen.

Bei allen drei Parametern gilt: Je höher die Zahl, desto besser. Die Tabelle zeigt aber auch, dass die verschiedenen Kältemittel unterschiedliche Vor- und Nachteile haben. Je nach Anwendungsgebiet, technischen Anforderungen und sicherheitsrelevanten Umsetzungen ist die eine oder die andere Substanz geeignet.

Was sind die Eigenschaften von Wasser R178?

Die chemische Formel für Wasser ist H2O, das Kürzel für dieses Kältemittel R178. Sinnvoll ist dieses Material dann, wenn große Mengen Eiswasser oder pumpfähiger Eismatsch benötigt wird. Dies ist beispielsweise in der Lebensmittelindustrie oder der Fernkälte der Fall.

Vorteile:

• hohe Wärmespeicherfähigkeit
• energiesparend
• ungefährlich
• nicht belastend für Treibhauseffekt und Ozonschicht

Nachteile:

• großer Volumenstrom des Wasserdampfs notwendig, wodurch teure Turbokompressoren notwendig werden
• nur über 0 Grad Celsius nutzbar
• dichte System erforderlich, da der Betrieb nur im Vakuum funktioniert.

Gesetze

Im Laufe der Jahre hat sich die Verwendung verschiedener Substanzen für Anlagen in der Kältetechnik verändert. Nach der Effizienz im 20. Jahrhundert legten Betreiber – gezwungenermaßen – immer mehr Wert auf klimaneutrale Kältemittel. So ist mittlerweile nicht nur die Belastung der Ozonschicht ein Kriterium, sondern auch der für Treibhausgase relevante GWP-Wert.

Wie hat sich der Gebrauch von Kältemitteln entwickelt?

Anfang des 20. Jahrhunderts wurde oft mit Ammoniak hantiert. Als herauskam, dass es giftig ist, wurden neue Mittel gesucht. Dann kamen die Fluorchlorkohlenwasserstoffen (FCKWs) auf den Markt. Deren Einsatz wurde ab 1996 verboten, um das Ozonloch einzudämmen. Es folgten teilhalogenierte Fluorkohlenwasserstoffe, die FKWs, darunter das bekannte Tetrafluorethan R134a.

Diese FKWs oder HFKWs beinhalten kein Chlor mehr. Allerdings wurde auch deren Gebrauch ab 2014 untersagt, um den Treibhauseffekt zu verringern. Seit 2015 dürfen teilhalogenierte FKWs nur noch in bestehenden Anlagen verwendet werden – und nur ohne Eingriff in den Kältemittelkreislauf. Daher sind mittlerweile die natürlichen Substanzen immer mehr im Kommen.

Welche Gesetze gelten bei den Kältemitteln?

Um das Ozonloch weiter zu schützen, die CO2-Emissionen und den Treibhauseffekt zu verringern, werden synthetische Kältemittel immer mehr aus dem Verkehr gezogen.

Seit Anfang 2020 sind keine neuen ortsfesten Anlagen für Kältetechnik mehr erlaubt, wenn sie einen GWP-Wert von über 2500 aufweisen. Der halogenierte Fluorkohlenwasserstoff R404a mit einem Wert von knapp 4000 beispielsweise darf gar nicht mehr genutzt werden.

Ab 2022 werden gewerblich genutzte Kühl- und Gefriergeräte mit dem Kältemittel Tetrafluorethan (R134a) nicht mehr verkauft. Weitere Produkte mit Fluorgasen (F-Gase) sollen schrittweise bis 2030 vom Markt verschwinden, sodass dann nur noch 20 Prozent der Verkäufe auf teilfluorierte Kohlenwasserstoffe (HFKWs) entfallen.

GWP: Was ist das?

Der GWP-Wert (global warming potential) ist das Treibhauspotenzial eines Kältemittels. Er ist der Wert, der das relative Treibhauspotenzial in Bezug auf CO2 bestimmt. Der Wert beschreibt dabei die Wirkung der Erwärmung über einen definierten Zeitraum.

Während alle natürlichen Kältemittel keine Belastung für die Ozonschicht darstellen, haben Kohlendioxid und insbesondere Kohlenwasserstoffe wie Propan Einfluss auf den Treibhauseffekt. Allerdings ist die Auswirkung um ein Tausendfaches geringer als bei FCKWs.

Fazit

Ob in der Industrie oder im Privathaushalt: Verschiedene Produktionsprozesse benötigen Kälte. Abhilfe schaffen Anlagen für Kältetechnik, die wiederum ein Kältemittel benötigen. Seit einigen Jahren sind aufgrund eines immer größer werdenden Umweltbewusstseins natürliche Kältemittel immer mehr auf dem Vormarsch. Ammoniak, Kohlendioxid und Co. haben nicht nur wenig bis keine Auswirkungen auf die Ozonschicht und den Treibhauseffekt, sondern besitzen auch noch eine hohe volumetrische Kälteleistung. Diese erlaubt eine kompakte Bauweise des Klimageräts. Ebenfalls wichtig für die Bestimmung des optimalen natürlichen Kältemittels ist die spezifische Wärmeenergie und der Übergang des Aggregatszustandes von flüssig zu gasförmig.

Je nach technischen Anforderungen der Anlage und den räumlichen Gegebenheiten sind unterschiedliche Substanzen geeignet. So besitzt Kohlendioxid eine sehr hohe volumetrische Kälteleistung, wird aber schon bei 31 Grad Celsius gasförmig, während Ammoniak erst bei 132 Grad Celsius seine Konsistenz zu gasförmig wechselt.

Alles auf einen Blick

• Die Kühldecke ist eine effektive und umweltfreundliche Alternative zur klassischen Klimaanlage.
• Individuell ist eine Deckenkühlung auch mit einer Heiz- und Kühlfunktion sowie einem zusätzlichen Schallschutz erhältlich.
• Das Deckensystem kann unsichtbar und unterhalb der Decke montiert werden.
• Besonders für Allergiker eignet sich diese Art der Kühlung, da Luft nicht zirkuliert und Staub nicht aufgewirbelt wird.

Was ist eine Kühldecke?

Hierbei handelt es sich um ein flächendeckendes Kühlsystem und eine effektive Variante, um ohne Klimaanlage kühlen zu können. Die Funktionsweise kann mit der klassischen Fußbodenheizung verglichen werden. In der Regel liegt der Fokus hier auf der Kühlung, wobei es auch Modelle gibt, mit denen Sie gleichzeitig heizen können.

Es gibt zwei unterschiedliche Wege, eine solche Kühlung in einen Raum zu integrieren. Die Leitungen können in die Decke eingebaut werden, sodass die Kühltechnik unsichtbar ist. Hierbei handelt es sich um ein geschlossenes System. Zusätzlich gibt es auch die Möglichkeit, das System nachträglich unterhalb der Decke zu installieren, wobei es sich dann entsprechend um ein offenes System handelt. Eine besonders elegante und moderne Methode der offenen Installation sind Deckenpaneelen mit Kühlfunktion.

Wo kommt eine Kühldecke zum Einsatz?

Deckenkühlung wird in öffentlichen, gewerblichen und privaten Räumlichkeiten eingesetzt, um die Raumtemperatur zu regulieren. Dazu zählen zum Beispiel:

• Bürogebäude
• Arztpraxen
• Hotels
• Lagerhallen
• Schulen und Universitäten
• Wohnhäuser

Funktion und Varianten

Eine Deckenkühlung schafft es ganz ohne Luftzug Ihren vier Wänden Wärme zu entziehen. Dabei wird zwischen zwei Montagearten unterschieden, zudem gibt es verschiedene Zusatzfunktionen. So gibt es zum Beispiel auch Heiz- und Kühldecken.

Wie ist eine Kühldecke aufgebaut und wie funktioniert sie?

Egal ob es sich um eine geschlossene oder eine offene Klimadecke handelt – die Funktionsweise ist dieselbe: Die Deckenkühlung verfügt über ein Leitungssystem, in dem kaltes Wasser zirkuliert und somit die gesamte Deckenfläche abkühlt. Das Deckensystem nimmt die überschüssige Raumwärme auf und gibt sie zum Abkühlen an das Kühlwasser weiter. Dadurch wird ein angenehmes Wohnklima geschaffen. Für einen effektiven Kühleffekt muss die Wassertemperatur niedriger sein als die Raumtemperatur. Die Vorlauftemperatur sollte in der Regel zwischen 16 und 20 Grad liegen.

Im Gegensatz zu einem klassischen Klimasystem entsteht bei einer Klimadecke keine Zugluft und Staub wirbelt somit nicht auf. Letzteres ist vor allem für Allergiker ein großer Vorteil. Zudem arbeitet eine Deckenkühlung überaus leise. Sie profitieren somit von einem gemütlichen und sauberem Klima.

Welche Varianten von Kühldecken gibt es?

Die Decken zum Kühlen werden in verschiedenen Varianten angeboten. Wir möchten nachfolgend zuerst auf die Konstruktionsweisen der beliebtesten Modelle eingehen:

• Konvektionsdecken
  Wie der Name bereits verrät, senkt diese Art der Klimadecke mithilfe der Konvektion, sprich durch die Bewegung von auf- und absteigenden Luftströmungen, die Raumtemperatur ab. Die Leitungen werden hierbei sichtbar unterhalb der Decke angebracht und vereinfacht somit einen nachträglichen Einbau. Die offene Konstruktion führt zu einer hohen Kühlleistung von bis zu 220 Watt pro Quadratmeter. Neben der Kühlung kann eine Konvektionsdecke auch zum Heizen eingesetzt werden.
  
• Strahlungsdecken
  Im Vergleich fällt die Leistung der Strahlungsdecken mit bis zu 100 Watt pro Quadratmeter deutlich geringer aus. Dies liegt an der geschlossenen Konstruktion, denn hier wird die Technik in der Decke verbaut, sodass sie nicht sichtbar ist. Die Leitungen besitzen eine niedrigere Temperatur als die Raumluft. Diese Klimatisierung nutzt die Übertragung der Wärmestrahlung, um dem Raum Wärme zu entziehen. Die Leitungen nehmen genauer gesagt die von Objekten und Oberflächen im Raum abgestrahlte Wärmeenergie auf. Diese Variante gibt es ebenfalls als Heiz- und Kühldeckensystem. Ein nachträglicher Einbau ist durch eine abgehängte Decke möglich.

Außerdem lässt sich die Deckenkühlung folgendermaßen in verschiedene Nutzungsweisen unterscheiden:

• Akustik-Kühldecken-System
  Nicht nur zum Kühlen und Heizen kann eine Deckenheizung genutzt werden, denn diese Klimatisierung kann auch als zusätzliche Schalldämmung dienen. Hierzu gehören beispielsweise Büro- und Praxisräume, aber auch Klassenzimmer oder Turnhallen sowie andere öffentliche und gewerbliche Gebäude.
  
• Deckenheizung
  Besonders effektiv ist ein Deckensystem mit Heiz- und Kühlfunktion. Diese Art der Klimadecke schafft im Hochsommer angenehme, kühle Temperaturen im Raum und im Winter versorgt sie Ihr Zuhause mit wohliger Wärme. Wie bei einer Fußbodenheizung ist auch bei der Deckenheizung die Kombination mit einer Wärmepumpe möglich. Sollten Sie sich daher zum Beispiel für den Einbau einer Luft-Wasser-Wärmepumpe entscheiden, kann ein flächendeckendes Heiz- und Kühlsystem eine sinnvolle Ergänzung Ihrer Haustechnik sein.
  
• Klimadecke mit integrierter Lüftung
  Eine mangelnde Belüftung kann Schimmelbildung fördern, wodurch ernsthafte Schäden an der Bausubstanz entstehen können und Ihre Gesundheit gefährdet werden kann. Um dem vorzubeugen, können Sie für das richtige Lüften ein Deckensystem zusätzlich mit einer Lüftungsanlage verbinden. Diese belüftet den Raum zuverlässig und reguliert die Luftfeuchtigkeit.
  
• Deckenkühlung mit zentraler Steuerung
  Für maximalen Komfort empfiehlt sich die Wahl einer Klimadecke mit zentralisierter Steuerung. Mit diesem System kann die Temperatur zentral gesteuert werden, unabhängig von den jeweiligen Räumen.

Vorteile und Nachteile von Kühldecken

Im Vergleich zu einem klassischen Klimasystem hat eine Deckenkühlung erhebliche Vorteile, wobei aber auch die einhergehenden Nachteile nicht übersehen werden sollten. Wir möchten nachfolgend auf beide Aspekte eingehen.

Welche Vorteile hat eine Kühldecke?

Kühldeckensysteme können unauffällig in die Decke integriert werden. Sie bieten eine platzsparende und effiziente Lösung und schaffen im Vergleich zu herkömmlichen Klimaanlagen ein angenehmes, natürliches Raumklima. Zusätzlich zeichnet sich diese Deckeninstallation durch ihre äußerst leise Arbeitsweise aus und vermeidet unangenehme Zugluft, was besonders für Allergiker von Vorteil ist. Darüber hinaus punkten sie mit geringen Betriebskosten und ermöglicht sowohl das Kühlen als auch das Heizen. Eine besonders effiziente und umweltschonende Option ist die Kombination mit einer Wärmepumpe.

Welche Nachteile hat eine Kühldecke?

Die Leistungsfähigkeit eines Heiz- und Kühldeckensystems wird gemindert, wenn sie in eine Decke eingebaut wird. Ebenfalls nachteilig ist der Umstand, dass die Kühlleistung von unterschiedlichen Umgebungsfaktoren, wie zum Beispiel der Deckenhöhe oder der Wärmebelastung im Raum, abhängt. Ist die Luftfeuchtigkeit zu hoch, ist eine Decke zum Heizen und Kühlen eher ungeeignet. Es kann daher passieren, dass bei ungünstigen Raumbedingungen die Temperatur nur um wenige Grad gesenkt werden kann. Wenn Sie sich für die Kühlung mit einer Klimadecke entscheiden, sind zudem die Kosten für den Einbau der wasserführenden Leitungen und die benötigten Materialien in der Regel höher im Vergleich zu einer herkömmlichen Kühlanlage. Zudem sollten Sie beachten, dass das Kühlsystem nicht angebohrt werden sollte. Wenn Sie nachträglich eine Lampe an der Decke befestigen möchten, müssen Sie darauf achten, das Leitungssystem nicht zu erwischen.

Vor- und Nachteile von Klimadecke in der Übersicht:

Klimadecke vs. Klimaanlage: Vergleich

Sie möchten das Raumklima verbessern, sind aber nicht sicher, ob eher ein Deckensystem oder ein herkömmliches Klimaanlagensystem Ihren Anforderungen gerecht wird? Für einen besseren Überblick möchten wir deshalb beide Varianten vergleichen.

Kühlleistung

Einer der wichtigsten Faktoren ist die Kühlleistung. Eine Klimaanlage kann jede beliebige Temperatur erreichen und per Knopfdruck jederzeit angepasst werden. Bei einer Deckenkühlung ist das nicht der Fall, hier hängt die Leistung von unterschiedlichen Variablen ab. So beeinflussen die Temperaturdifferenz zwischen der Deckenfläche und dem Raum, die Raumgröße sowie Art der Deckenkonstruktion (offen oder geschlossen) die Leistung. Bis die Wärme aus dem Raum absorbiert ist und die Temperatur spürbar sinkt, braucht eine Klimadecke ähnlich einer Fußbodenheizung ein wenig mehr Zeit.

Platzbedarf

Entscheiden Sie sich für den Einbau eines Klimageräts, müssen Sie abhängig von der Art Platz schaffen. Schließlich muss nicht nur das Gerät selbst, sondern auch die Steuerungstechnik optimal untergebracht werden. Wenn Sie eine Split-Klimaanlage montieren, müssen Sie zum Beispiel für das Innen- sowie das Außengerät einen geeigneten Standort finden. Eine Klimadecke ist deutlich platzsparender und kann unsichtbar in die Decke eingebaut werden.

Kosten

Für eine Deckenklimatisierung sollten Sie mit reinen Anschaffungskosten pro Quadratmeter mit circa 100 bis 200 Euro rechnen. Sollten mehrere Räume mit dem Deckensystem ausgestattet werden, steigen die Kosten entsprechend an. Eine Multi-Splitanlage kann dabei zwischen 1.600 und 3.000 Euro pro Quadratmeter kosten. Die Ausgaben variieren je nach Hersteller sowie Anlagengröße. Zudem sollten beide Kühlvarianten von einem Profi installiert werden, wofür Sie zusätzliche Kosten einplanen sollten. Betriebskosten fallen bei einer Deckenkühlung kaum an, da die Kühl- und Heizfunktion auf Übertragung von Wärmestrahlung beruht, während eine konventionelle Klimatisierung hingegen viel mehr Strom verbraucht.

Umweltfreundlichkeit

Hinsichtlich der Umweltfreundlichkeit hat die Flächenklimatisierung die Nase vorne, denn hier wird kein chemisches Kühlmittel benötigt. Sie funktioniert ausschließlich mit Leitungswasser. Um die Umwelt weniger zu belasten, können beide Kühlanlagen erneuerbare Energie nutzen und mit einer Wärmepumpe zusammen betrieben werden. Eine Klimaanlage sowie Wärmepumpen lassen sich zudem optimal mit einer Photovoltaik-Anlage verbinden.

Komfort

Schauen wir als letztes auf den Komfort beider Varianten: Wenn Sie die Deckenkühlung betreiben, müssen Sie weder mit unangenehmen Luftströmen noch mit Betriebsgeräuschen rechnen. Das trägt zu einer angenehmen Wohnatmosphäre bei. Die Klimaanlage kann jedoch Zugluft erzeugen und der Betrieb ist in der Regel lauter, jedoch kühlt es schneller ab und kann genau auf die Wunschtemperatur eingestellt werden.

Klimadecke oder Klimaanlage – ein Vergleich:

Welche Variante sich für Ihre eigenen vier Wände eignet, hängt von unterschiedlichen Faktoren ab. Wenden Sie sich am besten an einen Fachbetrieb und lassen Sie sich ausführlich beraten.

Wie wird die Kühlleistung einer Kühldecke berechnet?

Um die benötigte Leistung zu berechnen, können verschiedene Methoden angewendet werden. Diese orientieren sich in der Regel nach der DIN EN 14240 oder der VDI 2078. Eine Kühllastberechnung ist jedoch sehr komplex, denn für ein eindeutiges Ergebnis müssen unterschiedliche Faktoren beachtet werden, zu denen gehören:

• Raumhöhe und -größe
• Baujahr
• Art der Gebäudedämmung
• Wärmebedarf der Räumlichkeiten
• Anzahl der Fenster
• Sonneneinstrahlung

Einen Schätzwert können Sie mit einer Faustformel berechnen. Für einen Raum mit einer ausreichenden Dämmung wird die Anzahl der Kubikmeter hierbei mit 40 Watt pro Kubikmeter multipliziert. 

Faustformel Kühlleistung: 

Raumfläche x Raumhöhe x 40 Watt (geschätzte Kühlleistung) = Kühlleistung in Watt

Beispielrechnung: 

30 Quadratmeter x 2 Meter x 40 Watt pro Kubikmeter = 2.400 Watt 

Die Faustformel ergibt lediglich einen groben Richtwert. Für eine präzise Rechnung sollten Sie sich auf jeden Fall an einen Fachbetrieb wenden, denn nur ein Profi kann alle Einflussfaktoren berücksichtigen und Ihnen einen individuelle Berechnung aufstellen.

Hersteller und Kosten Kühldecke

Wenn Sie im Rahmen einer Sanierung oder eines Neubaus eine Deckenklimatisierung installieren möchten, sollten Sie sich zuvor über verschiedene Hersteller und deren Produkte informieren. Ein Vergleich von unterschiedlichen Angeboten hilft zudem das beste Preis-Leistungs-Verhältnis zu finden.

Welche Hersteller für Kühldecken gibt es?

Es gibt eine Reihe von verschiedenen Herstellern, die von effiziente und moderne Kühlungstechniken anbieten. Vergleichen Sie Referenzen und Kundenbewertungen, um die Leistung zu vergleichen.

Unter anderem bieten folgende Hersteller hochwertige Modelle an:

• ArgillaTherm
• Krantz
• Arbonia
• Kiefer Klimatechnik
• MTA Deutschland
• Lindner Group
• Frenger Systemen BV
• Kampmann
• Zehnder
• Barcol-Air Group AG
• interpanel
• TM Ausbau

Was kostet eine Kühldecke?

Die Kosten fallen unterschiedlich hoch aus und hängen von

• der Raumgröße,
• der Montageart,
• Zusatzfunktionen,
• der Kühlleistung,
• dem Hersteller
• sowie den Einbaukosten ab.

Aufgrund der unterschiedlichen Kostenfaktoren kann der Preis stark variieren. Schätzungsweise sollten Sie jedoch mit Kosten in Höhe von 100 bis 200 Euro pro Quadratmeter rechnen. Schließen Sie im gleichen Zug noch eine Wärmepumpe an, steigen die Kosten. Für eine einwandfreie und effiziente Kühl- und Heizleistung sollten Sie die Installation einem Profi überlassen.

Fazit

Zusammenfassend kann gesagt werden, dass eine Flächenklimatisierung an der Raumdecke eine komfortable Lösung bietet, um angenehme Raumtemperaturen zu schaffen. Im Vergleich zur herkömmlichen Klimatisierung zeichnet sie sich durch ihre Geräuschlosigkeit und die Abwesenheit von Zugluft aus. Sie ist zudem auch kosteneffizienter im Betrieb. Jedoch ist sie weniger flexibel in der Temperaturregulierung und erfordert eine höhere Anfangsinvestition. Mit einer Deckenkühlung haben Sie nicht nur die Möglichkeit zu kühlen, sondern können gleichzeitig auch heizen. Individuell lässt sich die Klimainstallation auch mit einer Schallisolierung kombinieren.