Verdunstungskühlung berechnen: Temperaturabfall

Verdunstungskühlung nutzt einen einfachen physikalischen Effekt: Wenn Wasser verdunstet, entzieht es seiner Umgebung Wärme, weil der Übergang von flüssig zu gasförmig Energie benötigt.

Diese Energie, die Verdunstungswärme, wird der Luft entzogen, sodass sie abkühlt. Genau deshalb fühlt sich nasse Haut im Wind kühl an und deshalb schwitzt der Körper, um sich zu kühlen.

Technisch machen sich Verdunstungskühler, auch Air Cooler genannt, diesen Effekt zunutze, indem sie Luft durch ein feuchtes Material saugen oder Wasser vernebeln. Der Rechner zeigt dir, wie stark dieser Effekt unter deinen Bedingungen wirkt.

Entscheidend ist die Luftfeuchtigkeit: In trockener Luft kann viel Wasser verdunsten und die Abkühlung ist groß, in feuchter Luft verdunstet kaum noch Wasser und der Effekt bleibt klein.

Verdunstungskühlung senkt also die Temperatur, erhöht aber gleichzeitig die Luftfeuchtigkeit.

Trage im Rechner deine aktuelle Außentemperatur und relative Luftfeuchtigkeit ein, und du siehst auf einen Blick, wie viel Grad Abkühlung unter diesen Bedingungen maximal möglich sind und welchen Anteil davon ein realer Kühler tatsächlich ausschöpft.

Das hängt stark von der Luftfeuchtigkeit ab. Die theoretische Untergrenze ist die Feuchtkugeltemperatur: weiter lässt sich die Luft durch reine Verdunstung nicht abkühlen.

Bei trockener, heißer Luft von 32 Grad und 40 Prozent Luftfeuchtigkeit liegt die Feuchtkugeltemperatur bei rund 22 Grad, das Kühlpotenzial beträgt also etwa 10 Grad.

Ein guter Verdunstungskühler schöpft davon vielleicht 80 Prozent aus und erreicht so eine Abkühlung von rund 8 Grad, also etwa 24 Grad Lufttemperatur.

Bei schwülen 32 Grad und 70 Prozent Luftfeuchtigkeit dagegen liegt die Feuchtkugeltemperatur schon bei etwa 28 Grad, sodass nur noch wenige Grad Abkühlung möglich sind.

Der Rechner berechnet dir aus Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Wirkungsgrad genau diese erreichbare Abkühlung und die resultierende Temperatur, sodass du sofort siehst, ob sich Verdunstungskühlung in deiner Situation lohnt.

Über den Wirkungsgrad-Schieberegler kannst du zudem verschiedene Gerätequalitäten durchspielen: Ein hochwertiger Verdunstungskühler mit 90 Prozent Wirkungsgrad kühlt spürbar stärker als ein einfacher Lüfter mit feuchtem Tuch bei 60 Prozent.

Verdunstungskühlung lebt davon, dass Wasser in die Luft verdunsten kann. Je mehr Wasserdampf die Luft bereits enthält, desto weniger zusätzliches Wasser nimmt sie auf, und desto schwächer ist der Kühleffekt.

Bei hoher Luftfeuchtigkeit ist die Luft fast gesättigt, sodass kaum noch Verdunstung und damit kaum noch Abkühlung möglich ist.

Das erklärt, warum Verdunstungskühler in trockenen Klimazonen wie dem Mittelmeerraum oder Wüstengebieten sehr wirksam sind, in feuchtwarmen Regionen oder bei schwülem Sommerwetter in Deutschland dagegen kaum etwas bringen.

Hinzu kommt, dass die ohnehin feuchte Luft durch die Verdunstung noch feuchter wird, was als unangenehm schwül empfunden werden kann.

Der Rechner macht diesen Zusammenhang sichtbar: Gib eine hohe Luftfeuchtigkeit ein, und das Kühlpotenzial sowie die erreichbare Abkühlung schrumpfen deutlich.

Probiere es aus: Setze im Rechner die Luftfeuchtigkeit auf 80 Prozent bei 32 Grad, und du wirst sehen, dass die erreichbare Abkühlung auf kaum mehr als 1 bis 2 Grad sinkt, was den Einsatz eines Verdunstungskühlers kaum noch rechtfertigt.

Die Feuchtkugeltemperatur ist die niedrigste Temperatur, die sich durch Verdunstung von Wasser in die Luft erreichen lässt. Sie wird mit einem Thermometer gemessen, dessen Messfühler mit einem feuchten Tuch umwickelt ist und das aktiv belüftet wird.

Durch die Verdunstung kühlt sich dieses Thermometer ab, bis ein Gleichgewicht erreicht ist, in dem genauso viel Wärme durch Verdunstung abgeführt wie aus der Luft nachgeliefert wird. Dieser Gleichgewichtswert ist die Feuchtkugeltemperatur.

Weil keine Verdunstungskühlung tiefer kühlen kann als bis zu diesem Punkt, bildet sie die physikalische Untergrenze. In trockener Luft liegt sie deutlich unter der Lufttemperatur, in feuchter Luft nah daran.

Der Rechner berechnet sie mit einer anerkannten Näherungsformel und zeigt sie als Kühlgrenze an, an die ein perfekter Verdunstungskühler heranreichen würde.

Gib beispielsweise 32 Grad und 20 Prozent Luftfeuchtigkeit ein, wie sie in trockenen Sommerregionen häufig vorkommen: Du erhältst eine deutlich niedrigere Feuchtkugeltemperatur als bei 40 Prozent, was das enorme Kühlpotenzial der Verdunstung in arid-heißen Klimazonen verdeutlicht.

Ja, ein feuchtes Tuch vor oder hinter einem Ventilator nutzt denselben Verdunstungseffekt wie ein technischer Kühler, allerdings mit geringerem Wirkungsgrad.

Der Ventilator drückt Luft durch das feuchte Tuch, ein Teil des Wassers verdunstet und kühlt die durchströmende Luft. In trockener Luft kann das spürbare 3 bis 6 Grad bringen, in feuchter Luft nur wenig.

Wichtig ist, dass das Tuch ausreichend nass bleibt und der Luftstrom es gut durchdringt; ein trockenes oder zu dichtes Tuch bremst nur den Ventilator.

Im Rechner kannst du diesen Fall mit einem niedrigeren Wirkungsgrad von etwa 50 bis 70 Prozent abbilden und mit einem guten Verdunstungskühler vergleichen.

Beachte, dass auch hier die Raumluft feuchter wird, weshalb regelmäßiges Lüften sinnvoll ist, damit das Zimmer nicht schwül wird.

Wenn du im Rechner den Wirkungsgrad auf 60 bis 70 Prozent setzt, bildet das die Leistung eines feuchten Tuchs realistisch ab und liefert dir sofort die zu erwartende Temperatur nach der Verdunstung.

Eine Klimaanlage kühlt die Luft mit einem Kältemittelkreislauf und einem Kompressor, entzieht ihr dabei Feuchtigkeit und kann die Temperatur unabhängig von der Luftfeuchtigkeit deutlich senken.

Sie braucht dafür aber viel Strom, oft 800 bis 1.500 Watt. Ein Verdunstungskühler nutzt nur die Verdunstung von Wasser, verbraucht mit dem Ventilator und einer kleinen Pumpe meist nur einige zehn Watt und ist daher sehr sparsam.

Sein Nachteil ist, dass er die Luft befeuchtet statt entfeuchtet und nur in trockener Luft gut kühlt. In schwülen Sommern oder feuchten Räumen bringt er kaum etwas.

Die Faustregel lautet: In trockener Hitze ist der Verdunstungskühler eine günstige, energiesparende Alternative; wo echte, von der Feuchtigkeit unabhängige Kühlung nötig ist, führt an der Klimaanlage kein Weg vorbei.

Der Rechner hilft dir einzuschätzen, in welche Kategorie deine aktuelle Wetterlage fällt.

Überprüfe das mit den Werten des heutigen Tages: Zeigt der Rechner bei deiner aktuellen Luftfeuchtigkeit weniger als 3 Grad Kühlpotenzial an, wäre eine Klimaanlage die wirksamere Wahl.

Ja, und das ist der wichtigste Nachteil dieser Methode. Da die Kühlung dadurch entsteht, dass Wasser in die Luft verdunstet, steigt zwangsläufig der Wasserdampfgehalt und damit die relative Luftfeuchtigkeit im Raum.

In einem geschlossenen Zimmer kann das dazu führen, dass die Luft mit der Zeit kühler, aber spürbar feuchter und damit schwüler wird, was den gefühlten Kühlvorteil teilweise wieder aufhebt.

Deshalb funktionieren Verdunstungskühler am besten in gut belüfteten Räumen oder im Freien, wo die feuchte Luft abziehen kann und ständig trockenere Luft nachströmt.

Wer einen Verdunstungskühler im Innenraum nutzt, sollte regelmäßig lüften und auf die Luftfeuchtigkeit achten, um Schimmelbildung an kalten Stellen zu vermeiden.

Der Rechner bewertet nur die mögliche Temperaturabsenkung; die steigende Feuchtigkeit solltest du mit einem Hygrometer oder dem Luftfeuchtigkeit-Umrechner im Blick behalten.

Wenn der Rechner mehr als 5 Grad erreichbare Abkühlung anzeigt, bedeutet das, dass die Luft sehr trocken ist und ein Verdunstungskühler im Betrieb entsprechend viel Wasserdampf abgibt, weshalb regelmäßiges Durchlüften besonders wichtig ist.

Der wichtigste Faktor ist trockene Luft, denn nur dann ist das Kühlpotenzial groß. Nutze Verdunstungskühlung deshalb bevorzugt an heißen, trockenen Tagen und in den trockeneren Tagesstunden.

Sorge für einen guten Luftstrom durch das feuchte Material und für ständigen Wassernachschub, damit die Verdunstung nicht abreißt.

In Innenräumen ist Durchzug entscheidend: Ein gekipptes Fenster oder eine Querlüftung lässt die feucht gewordene Luft abziehen und trockenere Luft nachströmen, sodass der Effekt erhalten bleibt.

Im Freien, etwa auf der Terrasse, wirken Wassernebel oder feuchte Tücher besonders gut, weil die Feuchtigkeit sofort abzieht.

Kombiniere die Verdunstungskühlung mit Verschattung und nächtlichem Lüften, damit sich der Raum gar nicht erst stark aufheizt.

Der Rechner zeigt dir über den Wirkungsgrad und den Methodenvergleich, wie viel die jeweilige Variante unter deinen Bedingungen bringt.

Gib als Richtwert 35 Grad und 35 Prozent Luftfeuchtigkeit ein: Bei einem Wirkungsgrad von 80 Prozent zeigt der Rechner eine resultierende Temperatur von rund 26 Grad, was einem echten Kühlgewinn von 9 Grad entspricht.