Adiabatische (Verdunstungs-)Kühlung

Adiabatische Kühlung (Verdunstungskühlung) ist ein Luftaufbereitungsprozess, bei dem Luft durch Verdunsten von Wasser ohne Wärmeaustausch mit der Umgebung (adiabat) gekühlt wird.

Thermodynamik des Prozesses

Zufuhr von (flüssigem) Wasser zur Luft im adiabaten Prozess:

• Temperatur $t$ sinkt (sensible Wärme → latente Wärme)
• Wassergehalt $x$ steigt
• Enthalpie $h$ bleibt konstant (oder nahezu)

Deshalb erscheint die adiabatische Kühlung im Mollier-Diagramm als Gerade parallel zu einer Isenthalpe — die Linie $h = \text{const}$.

Maximale Kühlung

Luft lässt sich adiabat höchstens bis auf ihre Feuchtkugeltemperatur ($t_{wb}$) kühlen, wo sie φ = 100 % erreicht. Dann ist die Luft gesättigt und die Verdunstung hört auf.

Sättigungswirkungsgrad eines Verdunstungskühlers:

$$\eta = \frac{t_1 - t_2}{t_1 - t_{wb}}$$

wobei $t_1$ die Eintritts- und $t_2$ die Austrittstemperatur der Luft ist.

Typen von Verdunstungskühlern

Typ	Prinzip	Typisches η
Sprühkühler	Wasser wird in den Luftstrom gesprüht	75–85 %
Verdunstungspaket (Pad)	Luft durchströmt eine befeuchtete Packung	80–90 %
Luftwäscher	Luft durchströmt eine Kammer mit versprühtem Wasser	85–95 %
Indirekter Verdunstungskühler	Kühlung ohne Feuchteerhöhung der Zuluft	abhängig von der Schaltung

Einsatz in der TGA

• Klimatisierung in trockenem Klima (Südeuropa, Naher Osten) — effiziente, energiesparende Alternative zur maschinellen Kühlung
• Rechenzentren — freie Kühlung mit adiabater (Verdunstungs-)Vorkühlung der Luft
• Industriehallen — Temperaturabsenkung ohne maschinelle Kühlung in geeigneten Klimazonen

Klimatische Eignung

In feucht-kontinentalem und maritimem Klima ist die adiabatische Kühlung weniger wirksam als in trockenem Mittelmeerklima, da die Sommerluft eine höhere relative Feuchte trägt. Als Vorkühlung oder in Kombination mit maschineller Kühlung kann sie dennoch lohnend sein.