Kurz gesagt: Free Cooling und Nachtauskühlung kühlen, ohne den Kältekompressor zu bemühen, mit kühler Außenluft und kühlem Wasser. Voraussetzung ist ein System, das mit hohen Kaltwassertemperaturen auskommt. Flächenkühlung erfüllt genau das und nutzt das regenerative Potenzial über das Jahr am besten.
Free Cooling: kühlen ohne Kompressor
Ein Kältekompressor kostet Strom. Free Cooling umgeht ihn, indem es die kühle Außenluft oder kühles Brunnen- bzw. Erdwasser direkt nutzt. Das funktioniert nur, wenn das Kühlsystem keine tiefkalten Temperaturen braucht. Flächenkühlung arbeitet mit moderaten Wassertemperaturen, je höher die nutzbare Kaltwassertemperatur, desto mehr Stunden im Jahr reicht Free Cooling allein.
Nachtauskühlung: die Masse als Speicher
Nachts ist die Außenluft kühler. Nachtauskühlung führt in diesen Stunden Wärme aus dem Gebäude ab, über Fensterlüftung oder über das Kühlsystem. Die ausgekühlte Bauteilmasse puffert die Last am nächsten Tag und senkt die Spitzenlast. Voraussetzung ist, dass das System auch nachts und bei feuchter Luft arbeiten kann, was taupunktunabhängige Systeme mit Fensterlüftung ermöglichen.
Warum die Systemwahl entscheidet
Regeneratives Kühlen ist ein exergiearmes Prinzip: hohe Kaltwassertemperaturen, wenig Entfeuchtung, geringe Lifte der Kälteerzeugung. Flächenkühlung passt dazu wie kein anderes System. In Kombination mit Wärmepumpe und Gebäudesimulation lässt sich der Anteil regenerativer Kühlung über das Jahr maximieren, wie der Artikel Vorlauftemperatur und Wärmepumpe zeigt.
Wie viel Potenzial steckt darin?
Wie viele Stunden im Jahr Free Cooling allein ausreicht, hängt von Standort, Kühllast und vor allem von der benötigten Kaltwassertemperatur ab. Je höher diese sein darf, desto öfter genügt die Außenluft oder ein kühles Brunnen- bzw. Erdreichreservoir, ohne dass der Kältekompressor anspringt. Genau hier liegt der Vorteil der Flächenkühlung: Weil sie mit moderaten Wassertemperaturen arbeitet, verschiebt sich die Free-Cooling-Grenze zu deutlich mehr Betriebsstunden als bei luftbasierten Systemen, die tiefkaltes Wasser brauchen.
Den realen Anteil regenerativer Kühlung über das Jahr beziffert eine thermische Gebäudesimulation. Sie koppelt Lastverlauf, Wetterdaten und Anlagenverhalten und zeigt, wann Free Cooling, Nachtauskühlung und aktive Kälte ineinandergreifen. So lässt sich der Stromeinsatz der Kälteerzeugung gezielt minimieren.
Voraussetzungen in der Praxis
Regeneratives Kühlen verlangt drei Dinge: ein System mit hoher nutzbarer Kaltwassertemperatur, eine Hydraulik, die kühle Quellen einbinden kann, und eine Regelung, die zwischen den Betriebsarten umschaltet. Nachtauskühlung über Fensterlüftung setzt zudem voraus, dass die Kühlfläche feuchte Nachtluft verträgt, also taupunktunabhängig arbeitet. Sind diese Bedingungen erfüllt, wird aus zwei vermeintlichen Gegensätzen, Lüften und Kühlen, ein gemeinsames, energiesparendes Konzept.
Grundlagen und Quellen
Fachliche Grundlagen: Free Cooling und Nachtauskühlung als regenerative Kühlkonzepte; Eignung exergiearmer Flächensysteme mit hohen Kaltwassertemperaturen; thermische Gebäudesimulation zur Bewertung des regenerativen Anteils. Systemangaben (6 °C Kaltwasser, Nachtauskühlung) aus dem interpanel-Systemvergleich. Maßgeblich ist die jeweils gültige Normfassung.