Abwasser eine energieeffiziente Kältequelle? Das klingt abstrakt. Genau hier kommt ein einfaches physikalisches Prinzip zum Einsatz.

Je wärmer das Wasser, desto besser die Verdunstung

Wenn Wasser verdunstet, dann kühlt es die Umgebung. Dieses Prinzip wird in der Technik auch als adiabatische Kühlung bezeichnet und verbreitet genutzt, da keine zusätzliche Energie benötigt wird. Das kann man sich anhand mehrerer Gewichte vorstellen: Die Luft braucht wenig Energie um ihre Temperatur zu erhöhen – in unserem Modell gleicht dies einem kleinen Gewicht. Wasser braucht dagegen mehr Energie, um seine Temperatur zu erhöhen – bedeutet ein großes Gewicht. Wenn das kleine Gewicht nun auf eine Plattform gestellt wird, kann diese Plattform mit ihrer Kraft (Energie), das Gewicht auf einer gewissen Höhe halten (Temperatur). Nimmt die Luft nun Wasser durch Verdunstung auf, dann wird das Gewicht, welches auf die Plattform wirkt höher. Die Kraft die die Plattform anwendet ändert sich dagegen nicht, wodurch diese eine niedrigere Höhe erreicht. Die Luft kühlt sich also ab.

Aber ganz ohne Energieaustausch geht es dann doch nicht, denn die Wasseraufnahme der Luft bedarf Energie. Wie beim Wasser kochen, muss der Herd das Wasser so stark erwärmen, das es anfängt zu kochen und sich in Wasserdampf umwandelt. Der Herd ist hier unsere Luft, welche dem Wasser als Energiequelle dient, um zu verdampfen.

Moment mal ! Die Luft hat doch keine Temperatur von 100°C, bei der Wasser ja eigentlich verdampft.

Das Stimmt auch, aber wir betrachten hier keinen Topf voller Wasser, welches vollständig verdampfen soll, sondern es sind feine Wassertropfen die verdunsten. Denn der Verdunstungsvorgang passiert an der Oberfläche, langsam und tröpfchenweise. Es sind also Wassermoleküle, welche sich ständig bewegen und aus der Oberfläche ausbrechen möchten. Und das ist der entscheidende Punkt, denn je wärmer das Wasser desto schneller bewegen sich diese Moleküle und können einfacher aus der Oberfläche ausbrechen, indem sie Energie aus der Luft aufnehmen. So ist Abwasser besonders mit höherer Temperatur eine wiederverwendete und energieeffiziente Kältequelle. So kann mit einem guten Konzept, eine kleine Einzelhandelsfiliale gekühlt werden.