Mechanische Kühlung

Die mechanische Kühlung ist ein Vorgang, bei dem mittels eines künstlichen Wärmetauschsystems warme Luft von einem Ort entfernt wird. Das System der Kälteerzeugung kann zyklisch, nicht-zyklisch, thermoelektrisch oder magnetisch sein – je nach Anwendungsfall, für den die Kälteerzeugung benötigt wird.

In einem Rechenzentrum sind Computer Room Air Conditioner (CRAC) bis heute die üblichste Form der mechanischen Kälteerzeugung. Üblicherweise verwenden sie eine zyklische Absorbierung der Wärme mit Hilfe eines flüssigen Kühlmittels und eines Kompressorsystems. Gängige Klimaanlagen nutzen zum Betrieb eines Kompressors einen Elektromotor und führen überdies Luftströme über Kühlerspulen hinweg. Das tatsächliche Kühlprinzip basiert auf dem Phasenwechsel des Kühlmittels. Der Kompressor erzeugt Druckunterschiede zwischen den beiden Segmenten eines Kühlkreislaufs, die bei unterschiedlichen Drücken betrieben werden. Tritt das Kühlmittel in den Niederdruckbereich der Kühlschlange ein, verändert sich der Aggregatzustand des Kühlmittels zu Dampf und nimmt Wärme auf. Der Kompressor transportiert das Gemisch dann in einen Kondensator mit höherem Druck, wo die Kühlflüssigkeit wieder kondensiert und seine Wärme an einen Wärmetauscher abgibt, bevor sie wieder in den Niederdruckbereich zurück zirkuliert.

In den frühen Tagen mechanischer Kälteerzeugung wurden brennbare Chemikalien wie Ammoniak als Kühlmittel verwendet, die sich allerdings als zu gefährlich herausstellten. Die Erfindung des Freon galt lange als die perfekte Lösung, bis die schädlichen Effekte der Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) auf die Umwelt entdeckt wurden. Seitdem werden für den gewerblichen Einsatz alternative Kühlflüssigkeiten wie Puron eingesetzt. Alternativen zur mechanischen Kühlung wären die Freikühlung sowie die adiabatische oder die evaporative Kühlung.