Adiabate Kühlung
Durch die adiabate Kühlung ergibt sich die Möglichkeit, Räume mit Verdunstungskälte zu klimatisieren. Die Verdunstung von Luft und Wasser als Quelle erzeugen die Kälte. Die adiabate Kühlung ist ein natürliches Phänomen.
Der Prozess der adiabaten Kühlung
Eine adiabate Kühlung entsteht durch den Wechsel von einem Aggregatzustand in einen anderen. Um von einem festen in den flüssigen Aggregatzustand zu wechseln, braucht das Wasser Energie. Auch der Wechsel von flüssigem Wasser in seinen gasförmigen Zustand verbraucht Energie. Erhitzt sich Eis von -15° Celsius, steigt die Temperatur bis zum Schmelzpunkt kontinuierlich an.
Ist der Schmelzpunkt erreicht, beginnt sich die Energie der Teilchen zu verändern. Das Element wechselt seinen Aggregatzustand. Die Temperatur bleibt bis zum vollständigen Erreichen des flüssigen Zustandes unverändert.
Der Prozess der adiabaten Kühlung ist auch in unserem Körper zu beobachten. Wenn sich ein menschlicher Körper durch Anstrengung oder Hitze erhitzt, schwitzt er. Die Wärme-Übertragung steigert sich dann deutlich durch den Schweiß. Die Verdunstung der Flüssigkeit fördert die Wärmeabfuhr.
Die spezifische Schmelzenergie bei der adiabaten Kühlung
Mit spezifischer Schmelzenergie ist die Energie, die das Wasser für den Phasenwechsel benötigt, gemeint. Bei der Zuführung weiterer Energie, erhitzt sich das Wasser permanent bis auf 100° Celsius.
Die spezifische Verdampfungs-Energie bei der adiabaten Kühlung
Beim Erreichen des Siedepunkts fängt das Element an, seinen Aggregatzustand zu ändern. Ohne dass sich die Temperatur verändert, kommt jetzt Energie hinzu. Der gasförmige Zustand ist komplett erreicht. In diesem Fall steigt die Temperaturen des Stoffes wieder zu erweiterten Energiemengen an.
Ein Phasenwechsel erfolgt nicht zwingend am Siede- oder Schmelzpunkt. Diese Energie nennt sich spezifische Verdampfungs-Energie. Der Phasenwechsel des Wassers findet ohne diese Energie nicht statt.
Die adiabaten Verdunstungskühlung im Gebrauch
Alle Klimatisierungs-Konzepte von Gebäuden basieren auf der Grundlage der Lüftung. Dieser Vorgang transportiert frische Luft ins Gebäude und verbrauchte Luft nach draußen. Nicht nur die Luftgeschwindigkeit, die einen Verdunstungskühler durchströmt, beeinflusst die Abkühlung der Luft. Einfluss auf den erreichbaren Kühleffekt haben:
• Lufttemperatur vor der Verdunstung. Um so kühler diese Temperatur ist, umso weniger Feuchtigkeit nimmt die Luft auf. Dies verringert den Abkühlungseffekt bei der adiabaten Verdunstungskühlung.
• Luftfeuchtigkeit vor der Verdunstung. Die Luft nimmt weniger Feuchtigkeit auf, wenn diese schon feucht ist. Daher verringert sich auch die gewünschte Temperaturabsenkung und die adiabate Verdunstungskühlung gelingt.