In einer RLT-Anlage (Raumlufttechnischen Anlage) bezeichnet Adiabatik oder adiabatische Kühlung ein Verfahren zur Verdunstungskühlung der Luft, bei dem Wasser verdunstet, ohne dass "Kälte" von außen zugeführt oder "Wärme" nach außen abgeführt wird – daher „adiabatisch“ (= ohne Wärmeaustausch mit der Umgebung).
🔹 Grundprinzip:
Wenn Wasser verdunstet, wird Verdunstungswärme benötigt. Diese Energie wird der Luft selbst entzogen, wodurch:
- die Lufttemperatur sinkt (sie wird kühler),
- die Luftfeuchtigkeit steigt (sie wird feuchter).
Die Gesamtenergie (Enthalpie) der Luft bleibt dabei gleich – die Kühlung erfolgt also adiabatisch.
🔹 Einsatz in RLT-Anlagen:
Adiabatische Systeme werden in Zuluft- oder Abluftströmen von RLT-Anlagen eingesetzt, um energieeffizient zu kühlen. Es gibt zwei Hauptarten:
1. Direkte adiabatische Kühlung:
- Wasser wird direkt in die Zuluft gesprüht (z. B. über Düsen oder Befeuchtermatten).
- Luft wird gekühlt, gereinigt, aber auch feuchter.
- Gefahr der Verunreinigung, hohe Anforderung an die Wasserqualität.
➡️ Geeignet, wenn eine Erhöhung der Luftfeuchtigkeit im Raum zulässig oder erwünscht ist oder eine spezielle Reinigung der Luft notwendig ist.
2. Indirekte adiabatische Kühlung:
- Wasser wird in den Abluftstrom eingesprüht, der dann über einen Wärmetauscher (z. B. Plattenwärmetauscher (Kreuzstrom) oder Rotationswärmeübertrager) Wärme aus der Zuluft entzieht.
- Die Zuluft kühlt sich ab, ohne feuchter zu werden.
➡️ Geeignet für Komfortklimaanlagen, wo die Luftfeuchte konstant bleiben soll.
🔹 Vorteile:
- Sehr energieeffizient (nur Pumpenenergie und Wasser, keine Kompressoren).
- Umweltfreundlich, da keine Kältemittel nötig sind.
- Niedrige Betriebskosten.
🔹 Nachteile / Grenzen:
- Kühlwirkung hängt stark von der Außenluftfeuchte ab → bei hoher Luftfeuchte geringe Wirkung.
- Hohe Hygieneanforderungen bei direkte adiabatische Kühlung, (VDI 6022, VDI 3803) wegen Wasservernebelung.
- Erfordert zusätzliche regelmäßige Wartung (Verkalkung, Keimbildung vermeiden).
- Erfordert ggf. Wasser Vorbehandlung wie Enthärtung.
- Tropfenmitriss, ausreichend langer Beruhigungsweg + Tropfenabscheider.
💧 Grundprinzip
Wenn Wasser verdunstet, gehen einige Wassermoleküle in die Gasphase über. Damit das passiert, müssen sie Bindungen aufbrechen – dafür brauchen sie Energie. Diese Energie holen sie sich als Verdampfungswärme aus der Umgebung (z. B. Luft, Haut, Materialoberfläche). Dadurch sinkt die Temperatur der Umgebung.
🔥 Physikalischer Hintergrund
Die Verdampfungsenthalpie von Wasser beträgt bei 25 °C etwa:
Das heißt: Um 1 kg Wasser zu verdunsten, braucht man 2450 kJ Wärmeenergie. Diese Energie wird der Umgebung entzogen → Kühlungseffekt.
📉 Rechenbeispiel
Ein Verdunstungskühler verdunstet 0,5 kg Wasser pro Stunde in einem Raum. Wie stark wird die Luft dadurch abgekühlt, wenn die Luftmasse im Raum 100 kg beträgt und die spezifische Wärmekapazität der Luft c=1,0kJ/(kg\cdotpK) ist?
✅ Ergebnis: Die Luft würde sich um etwa 12 °C abkühlen, wenn keine andere Wärmequelle dagegen wirkt. Verdunstungskühlung = Wärmeentzug durch Phasenübergang von Flüssig zu Gas. Die Energie dafür kommt aus der Umgebung → Temperatur sinkt.
