Ganzjahres-Komfort: Sommer-, Winter- und Ganzjahres-Klimaanlagen im Überblick

In diesem Artikel erfahren Sie, was eine Klimaanlage ist, wie sie funktioniert und welche Arten von Klimaanlagen es gibt. Laden Sie die PDF-Datei am Ende des Artikels herunter.

Klimaanlage und Typen

Heutzutage werden Klimaanlagen sowohl in privaten als auch gewerblichen Umgebungen breit eingesetzt. Luftkühlung oder Klimatisierung ist der Prozess der Entziehung von Wärme und Feuchtigkeit aus einem belegten Raum, um den Komfort der Bewohner zu verbessern. Dieser Prozess dient meist dazu, ein angenehmeres Innenraumklima zu schaffen – typischerweise für Menschen.

Die Definition von Klimatisierung: Ein System zur Kontrolle von Luftfeuchtigkeit, Belüftung und Temperatur in einem Gebäude oder Fahrzeug, typischerweise um bei warmen Bedingungen eine kühle Atmosphäre aufrechtzuerhalten.

Obwohl Klimaanlagen von Modell zu Modell variieren, sind sie in jeder Größenordnung erhältlich – von kleinen Geräten, die ein Schlafzimmer kühlen, bis hin zu riesigen Einheiten auf Dächern von Bürohochhäusern, die ganze Gebäude klimatisieren.

Komponenten einer Klimaanlage

Folgende Hauptkomponenten werden in einer Klimaanlage verwendet:

1. Umluftventilator: Bewegt Luft zu und vom Raum.
2. Klimagerät (Air Conditioning Unit): Enthält Kühl- und Entfeuchtungsprozesse für Sommerklimatisierung oder Heiz- und Befeuchtungsprozesse für Winterklimatisierung.
3. Zuluftkanal (Supply Duct): Leitet die konditionierte Luft vom Umluftventilator an den zu klimatisierenden Raum am richtigen Punkt.
4. Zuluftauslässe (Supply Outlets): Gitter, die die konditionierte Luft gleichmäßig im Raum verteilen.
5. Rückluftöffnungen (Return Outlets): Öffnungen in der Raumoberfläche, die Raumluft in den Rückluftkanal strömen lassen.
6. Filter: Entfernen Staub, Schmutz und schädliche Bakterien aus der Luft.

Funktionsprinzip einer Klimaanlage

Eine Klimaanlage saugt kontinuierlich Luft aus einem zu kühlenden Innenraum an, kühlt sie nach Kältekreisprinzipien ab und führt sie wieder in denselben Innenraum zurück.

Dieser kontinuierliche zyklische Prozess aus Ansaugen, Kühlen und Rückführung der gekühlten Luft hält den Innenraum auf der für Komfort- oder Industriekühlung erforderlichen niedrigeren Temperatur. Beim Einschalten sendet die Thermostatsteuerung 120 V Wechselstrom an Kompressor und Ventilatormotor.

Der Kompressor wirkt als Pumpe, die das Kältemittel in Gasform in die Verflüssigerrohre (Kondensator) presst. Diese befinden sich auf der Rückseite des Geräts. Dort kondensiert das Gas zu einer heißen Flüssigkeit. Die Verflüssigerrohre geben die Wärme ab, während die Flüssigkeit hindurchströmt.

Arbeitsweise

Nachdem das flüssige Kältemittel die Verflüssigerrohre und das Kapillarrohr (Expansionsventil) durchlaufen hat, wo es sich entspannt, gelangt es in die Verdampferrohre (Verdampfer) nahe der Gerätefront.

Beim Eintritt in diese Rohre dehnt sich das flüssige Kältemittel zu einem Gas aus, wodurch die Rohre kalt werden. Das Gas strömt durch die Rohre zu einer Saugleitung, die zum Kompressor führt, der das Gas wieder in Flüssigkeit umwandelt – der Kühlkreislauf setzt sich fort.

Gleichzeitig dreht der Ventilatormotor ein Laufrad, das Luft ansaugt, die von den Verdampferrohren gekühlt wird, bevor sie in den Raum zurückgeführt wird. Er betreibt auch den Verflüssigerlüfter, der Außenluft durch die Verflüssigerrohre bläst, um sie zu kühlen.

Die Lufttemperatur wird durch die Thermostatsteuerung geregelt – je nach Modell über einen Thermostat-Schalter mit Fühler oder eine elektronische Steuerplatine mit Sensor. Der Fühler oder elektronische Sensor ist an der Vorderseite der Verdampferrohre befestigt, um die Temperatur der einströmenden Luft zu überwachen.

Sobald der Raum ausreichend gekühlt ist, schaltet die Thermostatsteuerung die Spannung zum Kompressor ab. Einige Modelle können im Nachtbetrieb nur den Ventilatormotor betreiben, um kühle Außenluft anzusaugen.

Während die Anlage aktiv kühlt, muss der Lüftungsschlitz jedoch geschlossen sein, damit das System ordnungsgemäß funktioniert. Ein Schleuderring am Verflüssigerlüfter sammelt kondensiertes Wasser am Boden und sprüht es auf die Verflüssigerrohre, um die Wärmeabgabe zu unterstützen. Um zu verhindern, dass Wasser in den Raum tropft, sollte das Gerät bei der Installation leicht nach hinten geneigt werden.

Arten von Klimaanlagen

Folgende Arten von Klimaanlagen werden unterschieden:

1. Komfort-Klimaanlage
2. Industrie-Klimaanlage
3. Winter-Klimaanlage
4. Sommer-Klimaanlage
5. Ganzjahres-Klimaanlage (Year-Round)
6. Einzelgeräte-Klimaanlage (Unitary)
7. Zentrale Klimaanlage (Central)

1. Nach Verwendungszweck

1.1 Komfort-Klimaanlage

Bei dieser Art wird die Luft auf die erforderliche Trockenkugeltemperatur und relative Luftfeuchtigkeit für menschliche Gesundheit, Komfort und Effizienz gebracht. Sind keine ausreichenden Daten verfügbar, wird 21 °C Trockenkugeltemperatur und 50 % relative Luftfeuchtigkeit angenommen.

Beispiele: Wohnungen, Büros, Geschäfte, Restaurants, Theater, Krankenhäuser, Schulen etc.

1.2 Industrie-Klimaanlage

Hier werden Trockenkugeltemperatur und relative Luftfeuchtigkeit konstant gehalten für den Maschinenbetrieb und Fertigungsprozesse.

Textilfabriken, Papiermühlen, Maschinenbauteilefertigung, Werkzeugbau, Fotografie etc. nutzen diese Art.

2. Nach Jahreszeit

2.1 Winter-Klimaanlage

In einer Winter-Klimaanlage wird die Luft erhitzt (verbrannt), was généralement von Befeuchtung gefolgt wird.

Außenluft strömt durch einen Dämpfer (Damper) und mischt sich mit der Rückluft. Die Mischluft passiert einen Filter zur Entfernung von Schmutz, Staub und Verunreinigungen.

Die Luft durchläuft nun eine Vorheizspule (Preheat Coil), um mögliches Gefrieren von Wasser zu verhindern und die Verdunstung in den Befeuchtern zu steuern. Anschließend passiert sie eine Nachheizspule (Reheat Coil), um die Luft auf die ausgelegte Trockenkugeltemperatur zu bringen.

Die konditionierte Luft wird nun durch einen Ventilator in den konditionierten Raum geleitet. Ein Teil der Luft wird über Abluftventilatoren ins Freie geleitet. Der verbleibende Teil wird erneut konditioniert – der Zyklus wiederholt sich.

2.2 Sommer-Klimaanlage

Funktionsprinzip der Klimaanlage in einer Sommer-Klimaanlage: Hier wird die Luft gekühlt und allgemein entfeuchtet.

Außenluft strömt durch den Dämpfer und mischt sich mit Rückluft (aus dem konditionierten Raum). Die Mischluft passiert einen Filter zur Entfernung von Schmutz, Staub und Verunreinigungen.

Die Luft durchläuft nun eine Kühlspule (Cooling Coil), deren Temperatur weit unter der erforderlichen Trockenkugeltemperatur des konditionierten Raums liegt.

Die gekühlte Luft passiert eine perforierte Membran und gibt ihre Feuchtigkeit in kondensierter Form ab, die in einer Auffangwanne (Sump) gesammelt wird. Anschließend durchläuft die Luft eine Heizspule, die sie langsam erwärmt.

Dies dient dazu, die Luft auf die ausgelegte Trockenkugeltemperatur und relative Luftfeuchtigkeit zu bringen. Die konditionierte Luft wird nun durch einen Ventilator in den konditionierten Raum geleitet. Ein Teil der verbrauchten Luft wird über den Abluftventilator ins Freie geleitet. Die verbleibende Luft wird erneut konditioniert – der Zyklus wiederholt sich.

Außenluft wird angesaugt und mit Rückluft gemischt, um den Verlust konditionierter Luft durch den Abluftventilator auszugleichen.

2.3 Ganzjahres-Klimaanlage (Year-Round)

Eine Ganzjahres-Klimaanlage sollte über Geräte für sowohl Sommer- als auch Winterklimatisierung verfügen.

Funktionsprinzip: Außenluft strömt durch den Dämpfer und mischt sich mit der Rückluft. Die Mischluft passiert einen Filter zur Entfernung von Schmutz, Staub und Verunreinigungen.

Im Sommerbetrieb kühlt die Kühlspule die Luft auf den Sollwert. Die Entfeuchtung erfolgt durch Betrieb der Kühlspule bei einer Temperatur unter dem Taupunkt.

Im Winterbetrieb wird die Kühlspule stillgelegt und die Heizspule erwärmt die Luft. Ein Sprühbefeuchter (Spray-Type Humidifier) wird in der trockenen Jahreszeit zur Befeuchtung eingesetzt.

3. Nach Anordnung der Geräte

3.1 Einzelgeräte-Klimaanlage (Unitary)

• Das montierte Klimagerät wird in oder angrenzend an den zu klimatisierenden Raum installiert.
• Einzelgeräte, der gängige Typ von Raumklimageräten, sitzen in einem Fenster oder einer Wandöffnung, mit Innenbedienung.
• Innenluft wird gekühlt, indem ein Ventilator sie über den Verdampfer bläst.
• Außenluft wird erhitzt, da ein zweiter Ventilator sie über den Verflüssiger bläst.
• Dabei wird Wärme dem Raum entzogen und an die Umgebung abgegeben.
• Ein großes Haus oder Gebäude kann mehrere solche Geräte haben, sodass jeder Raum separat gekühlt werden kann.

Einzelgeräte-Klimaanlagen gibt es in zwei Haupttypen:

1. Fenstergerät (Window Unit)
2. Vertikale Kompaktgeräte oder PTAC-Systeme

1. Fenstergerät (Window Unit)

Diese Gerätetypen haben eine kleine Kapazität von 1 bis 3 TR (Tons of Refrigeration) und werden durch ein Fenster oder eine Wand montiert. Sie klimatisieren nur einen Raum. Bei größeren Räumen werden zwei oder mehr Geräte eingesetzt.

2. Vertikale Kompaktgeräte / PTAC-Systeme

Diese Klimageräte haben eine größere Kapazität von 5 bis 20 TR und werden angrenzend an den zu klimatisierenden Raum aufgestellt. Sie eignen sich für Restaurants, Banken oder kleine Büros. PTAC-Systeme sind auch als Wand-Split-Klimaanlagen oder kanallose Systeme bekannt.

Diese in Hotels weit verbreiteten PTAC-Systeme bestehen aus zwei separaten Einheiten: der Verdampfereinheit im Innenraum und der Verflüssigereinheit außen, verbunden durch Rohre, die durch die Wand führen. Dies minimiert den Platzbedarf im Innenraum und ermöglicht die unabhängige Klimatisierung jedes Raums.

PTAC-Systeme können für Heizung in kaltem Wetter angepasst werden – direkt durch Elektroheizstreifen, Gas oder andere Heizungen, oder durch Umkehrung des Kältemittelflusses, um den Innenraum zu heizen und Wärme der Außenluft zu entziehen (Wärmepumpenbetrieb).

Obwohl Raumklimageräte maximale Flexibilität beim Kühlen einzelner Räume bieten, sind sie generell teurer als zentrale Klimaanlagen.

3.2 Zentrale Klimaanlage (Central)

Dies ist der wichtigste Typ, eingesetzt bei erforderlicher Kälteleistung ab 25 TR oder mehr. Er kommt zum Einsatz, wenn der Luftvolumenstrom über 300 m³/min liegt oder verschiedene Zonen in einem Gebäude klimatisiert werden müssen.

Anwendungen der Klimatisierung

Nachfolgend Anwendungen von Klimaanlagen:

1. Lebensmittelverarbeitung und -zubereitung. In Krankenhaus-OP-Sälen für komfortable Patientenbedingungen. Viele weitere Branchen wie Textil, Druck, Fotografie etc.
2. Gewerbliche Zwecke für Menschen: Theater, Kaufhäuser etc.
3. Transportfahrzeuge: Autos, Züge, Flugzeuge, Schiffe etc. – für Passagierkomfort.
4. Spezielle Zwecke: TV-Zentren, Rechenzentren, Museen.

---

Fazit

Wir hoffen, dass wir all Ihre Fragen zur Klimaanlage geklärt haben. Falls noch Zweifel zu den Arten von Klimaanlagen bestehen, kontaktieren Sie uns oder hinterlassen Sie einen Kommentar.

Wir haben auch eine Facebook-Community für Sie – falls gewünscht, treten Sie unserer Gruppe bei (Link zur Facebook-Gruppe).

Danke fürs Lesen. Wenn Ihnen der Artikel gefällt, teilen Sie ihn bitte mit Freunden. Fragen zu jedem Thema können Sie im Kommentarbereich stellen.

Abonnieren Sie unseren Newsletter für Informationen zu unseren neuesten Beiträgen.