In der Bachelor-Arbeit im 7. Semester bearbeiten die Studierenden anhand eines frei wählbaren Themas ein Gestaltungsprojekt, in dem sie ihre erlernten Kenntnisse in Recherche, Konzept und Entwurf praktisch anwenden.
Aquilo- Eine natürliche personenorientierte Kühlung
Angesichts der sich verschärfenden Klimakrise stehen wir vor immer größeren Herausforderungen. Besonders schwer betroffen sind vulnerable Bevölkerungsgruppen und Personen mit einem niedrigen sozialökonomischen Status, wodurch der Klimawandel auch starke soziale Folgen mit sich bringt. Aufgrund der steigenden Temperaturen, insbesondere in städtischen Gebieten, suchen wir dringend nach effektiven Lösungen. Klimaanlagen, die derzeit rund 10% des weltweiten Stroms verbrauchen und dadurch zusätzliche Emissionen freisetzen, haben sich als zweischneidiges Schwert erwiesen, das den Teufelskreis der Erderwärmung weiter antreibt.
In diesem kritischen Kontext bietet Aquilo eine nachhaltige Alternative. Aquilo kombiniert ein befeuchtetes 3D-Abstandsgewirke mit einem Lüfter, der Luft durch das Textil zieht. Inspiriert an antiken ägyptischen Windtürmen und der natürlichen Verdunstungskühlung unseres Körpers, kühlt dieser Prozess die warme Luft beim Kontakt mit dem nassen Textil ab und führt anschließend eine personenbezogene Kühlung durch. Aquilo orientiert sich an herkömmlichen Produkten, unterscheidet sich jedoch in seiner Funktionsweise und Gestaltung.
Verdunstungskühlung:
Verdunstungskühlung findet sich in der Transpiration der Pflanzen oder im Schwitzen des Menschen wieder und wurde bereits seit Jahrhunderten im Nahen Osten zur Kühlung von Innenräumen genutzt. Dabei wird Wasser entweder direkt auf eine Oberfläche aufgetragen oder in einem Behälter platziert, der nahe einer Luftquelle positioniert ist. Durch diesen Vorgang wird die Luft gekühlt. Die Wärme aus der umgebenden Luft wird von den Wassermolekülen aufgenommen. Dadurch gehen sie vom flüssigen in den gasförmigen Zustand über und entweichen in die Luft. Diese Umwandlung entzieht der Luft Wärmeenergie, wodurch die Umgebungstemperatur sinkt. Die so erzeugte kühlere Luft kann anschließend zur Senkung der Temperatur in einem Raum oder einer bestimmten Umgebung verwendet werden.
Verdunstungskühlung& Aquilo:
Die wichtigsten Bestandteile von Aquilo für die Verdunstungskühlung sind ein handelsüblicher Lüfter (Pc Lüfter 120mm) und ein Textil (3D Mesh). Der Lüfter zieht die warme Luft durch das befeuchtete Textil an. Dabei kühlt die Luft durch das Prinzip der Verdunstungskühlung ab und wird anschließend personengerichtet durch den Lüfter wieder abgegeben. Bei den Versuchen konnte innerhalb von vier Minuten eine Temperaturdifferenz von 26,6°C auf 22,9°C erreicht werden. Somit kann mit wenigen und kostengünstigen Bestandteilen eine Kühlung durchgeführt werden, wo sie benötigt wird.
Weshalb wird ein Lüfter verwendet?
Im Unterschied zu einem Ventilator, der Luft lediglich umwälzt, zieht ein Lüfter die Luft ein und stößt sie auf der anderen Seite aus. PC-Lüfter, die oft trotz funktionsfähigem Zustand zusammen mit defekten Computergehäusen entsorgt werden, bieten sich daher für eine Wiederverwendung an wodurch Ressourcen gespart werden. Es hat sich herausgestellt, dass 120-mm-Lüfter im Schnitt das beste Verhältnis aus Luftdruck, Luftstrom und Lärmpegel liefern. Der Stromverbrauch des Lüfters in Aquilo beträgt lediglich 1,5 Watt, was im Vergleich zum Energiebedarf einer herkömmlichen Klimaanlage, die zwischen 700 und 1000 Watt verbraucht, äußerst niedrig ist.
Weshalb wird ein 3D Mesh verwendet?
Der Einsatz eines Textils in der Verdunstungskühlung bietet zahlreiche Vorteile. Besonders entscheidend sind die Eigenschaften der Hydrophilie und der Luftdurchlässigkeit, die in spezifischen Textilien ideal umgesetzt sind. Ein weiterer, maßgeblicher Vorteil ist jedoch die leichte Reinigbarkeit des Materials. Aufgrund des ständigen Kontakts mit Wasser und Luft besteht ein erhöhtes Risiko für die Bildung von Schimmel. Hier bietet das Textil eine praktische Lösung: Es lässt sich problemlos in der Waschmaschine bei 60°C waschen und somit effektiv reinigen. Diese Eigenschaft war letztendlich ausschlaggebend für die Wahl eines Textils als wesentlichen Bestandteil von Aquilo.
Dank seiner dreidimensionalen Abstandsgewirke-Struktur ermöglicht das 3D-Mesh eine optimale Wasserspeicherung innerhalb seiner Hohlkammern, während gleichzeitig Luft effizient durch das Gewebe zirkulieren kann. Das Material besteht aus Baumwollfasern und profitiert von der fortschrittlichen 3D-Webtechnik im Herstellungsprozess. Diese spezielle Webart verleiht dem 3D-Mesh seine einzigartigen Eigenschaften für den Einsatz in Verdunstungskühlern. Es kombiniert eine effiziente Luftdurchlässigkeit mit der Fähigkeit zur Speicherung von Wasser.
Spannung und Drehung
Das Textil von Aquilo wird mittels Drahtseilen unter Spannung gesetzt. Dadurch kann es einfach in den darunter liegenden Wasserbehälter eingetaucht und befeuchtet werden. Diese Konstruktion ermöglicht es auch, Aquilo auf die Hälfte seiner ursprünglichen Größe zu komprimieren und mittels eines Bayonettverschlusses zu verschließen. So entsteht eine kompakte Form, die eine praktische Aufbewahrung des Produkts erlaubt.
Verwendung:
Aquilo ermöglicht eine auf den Nutzer ausgerichtete Kühlung, indem gezielt nur der Bereich kühlt wird, in dem sich Personen aufhalten, beispielsweise neben dem Bett im Schlafzimmer, auf dem Küchentisch oder am Schreibtisch während der Arbeit. Dadurch wird nicht der gesamte Raum, sondern lediglich der unmittelbare Aufenthaltsbereich der Nutzenden heruntergekühlt.
Cool Pack:
Es handelt sich dabei um einen Verdunstungskühler, der aus einem Tetra Pak, einem Lüfter und einem Stoff aus Naturfasern besteht. Der Lüfter und ein Stoffstück werden in einen Tetra Pak gesteckt. Das Textil wird seitlich in den Tetra Pak gehängt, wobei die Enden in den unteren Bereich mit Wasser eintauchen. Durch die Kohäsionskraft befeuchtet sich das Wasser von selbst. Der im oberen Teil angebrachte Lüfter zieht die warme Luft durch das befeuchtete Textil und gibt die gekühlte Luft nach oben hin wieder ab. Durch die Verwendung von Abfallprodukten können Ressourcen eingespart werden. Die Teile des Cool Pack sind fast überall auf der Welt zu finden, wodurch eine globale Verfügbarkeit geschaffen wird. Die Kosten belaufen sich lediglich auf die 5 Euro der 9-Volt-Batterie.
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