Wie funktioniert eine Klimaanlage?

Grundprinzip einer Klimaanlage

Kältekreislauf

Das Grundprinzip einer Klimaanlage ist zunächst relativ einfach. Die Basis bildet der sogenannte Kältekreislauf. Das Kältemittel (Umwelt zertifiziert) nimmt die Wärme des Raumes auf, gibt Sie dann an die Aussenluft ab und kann im nächsten Umlauf   wieder erneut Wärme aufnehmen. Das Kältemittel ist hierbei eine spezielle Flüssigkeit die nicht erst bei 100 Grad Celsius verdampft wie Wasser, sondern schon sehr viel früher.  Sobald das Kältemittel also Wärme aus dem Raum aufgenommen hat verdampft es sofort.

Kältekreislauf

Der Kompressor oder auch Verdichter genannt, saugt das gasförmige Kältemittel (Dampf) an. Im Verdichter wird der Kältemitteldampf wie in einer Luftpumpe zusammengedrückt und extrem komprimiert. Wenn der Dampf dann den Verdichter verlässt, ist er extrem heiss. Seine Temperatur ist deutlich höher als die Lufttemperatur. Das gasförmige Kältemittel wird nun weitergepumpt in den Verflüssiger. Durch einen Ventilator wird dem heissen Kältemittel nun kühlere Aussenluft zugeführt und das Kältemittel  gibt die Wärme ab. Hierbei kondensiert das Kältemittel und wechselt wieder in den flüssigen Aggregatzustand. Das Kältemittel steht jedoch immernoch unter Druck durch den Kompressor und ist noch erwärmt.

Als nächstes fliesst das Kältemittel nun zum Kapillarrohr oder Expansionsventil (bei größeren Anlagen). Dieses hat nur eine sehr enge Öffnung durch das es hindurch strömt. Dabei “entspannt” sich das Kältemittel und kühlt stark ab. Den Vorgang der Entspannens nennt man auch “Expansion” woher das Ventil seinen Namen hat. Das abgekühlte Kältemittel fliesst nun wieder in das Innengerät und zum Verdampfer.

Hier passiert die eigentliche Kühlung. Die warme Luft des Raumes wird mit einem Ventilator durch den Verdampfer (Lamellen) geblasen. Das Kältemittel entzieht der Luft nun die Wärme und nimmt sie auf. Hierbei ist wichtig zu wissen, das einem Raum keine Kälte zugeführt, sondern nur Wärme entzogen wird. In den wiederholenden Kältemittelumläufen verdampft das Kältemittel jeweils wieder und erst der ständige Kühlmittel-Kreislauf bringt den Raum auf eine einstellbare Raumtemperatur. Aus diesem Grunde spricht man bei der Kühlleistungsberechnung vor einer Wärmemenge pro Stunde (Watt/h).

Was kann eine Split-Klimaanlage?

Eine Split Klimaanlage besteht meist aus einem Aussengerät und einem oder mehreren Innengeräten. Ausserdem gibt es mobile Split-Klimageräte, wie auch fest installierte Split-Klimaanlagen. In dem Innengerät befinden sich bei der mobilen Split Klimaanlage alle Komponenten ausser dem Ventilator/Verflüssiger. Bei der festinstallierten Anlage befinden sich Kompressor/Verdichter und noch weitere Komponenten im Aussengerät, wodurch die festinstallierten Geräte insgesamt durch die geringere Geräuschentwicklung der Innengeräte gegenüber den mobilen Geräten meist deutlich komfortabler sind.

Bei den Splitgeräten wird die Wärme durch den Verflüssiger direkt draussen an die Umgebung abgegeben. Die Splitgeräte sind daher meist deutlich effektiver als Monoblockgeräte mit einem Schlauch und auch effektiver  als Monoblock-Zweischlauchsysteme. Wichtig ist es auch bei der Montage zu beachten, das der Luftstrom aus dem Gerät vor kein Hindernis geleitet wird, da dieses die Effektivität stark beeinträchtigt.

Wenn Sie sich noch weitergehend über die Komponenten einer Klimaanlage informieren möchten, können Sie das hier machen. Erwähnt werden sollte hier auch, das häufig mehrere Innengeräte an einem leistungsfähigerem Aussengerät betrieben werden. Hierbei spricht man von Multi-Split Klimaanlagen.

Split-Klimageräte bieten auch häufig die Möglichkeit optional als als Heiz-Wärmepumpe betrieben zu werden, da hierfür nur der Kältekreislauf über eine Fernbedienung umgedreht werden muss. Wer diese energiesparende Funktion nutzen möchte, sollte sich jedoch für eine fest installierte Anlage entscheiden. Oft werden auch mobile Klimaanlagen angeboten, die kühlen und heizen können, aber über keine Wärmepumpen Funktion verfügen. Hierbei handelt es sich jedoch oft um Klimageräte mit eingebauter elektrischer Heizung. Ein kostengünstiges heizen durch die Wärmepumpenfunktion wird hiermit dann nicht ermöglicht.

Bei der Montage bzw. Installation einer Splitklimaanlage sind ein paar Dinge zu beachten. Der Fachhändler sollte Sie vor allem darüber informieren, wie schwer das Gerät ist und ob es an der vorgesehenen Stelle sicher installiert werden kann. Auch sollte das Gerät möglichst nicht zu tief oder zu hoch installiert werden. Der Ort der Installation hängt jedoch auch mit der Länge der Kältemittelleitung zusammen.

Sowohl bezüglich der Länge der Kältemittelleitung wie auch bezüglich des Höhenunterschieds zwischen Innen und Aussengerät gibt der Hersteller deutliche Anweisungen die auch bei der Montage eingehalten werden müssen. Es gibt bei Kältemittelleitungen zwar spezielle Möglichkeiten diese zu verlängern, hierfür sollte jedoch immer ein Fachmann zu Rate gezogen werden. Bei der Montage muss beachtet werden, dass die Klimaanlage und Leitung immer das richtige Kältemittel sowie die richtige Füllmenge besitzt. Der Umgang mit Kältemittel ist daher per Gesetz in Deutschland nur mit einer speziellen Ausbildung genehmigt.

Auch der Platz der Ausseneinheit bedarf einiger Überlegungen. Die Aussengeräte sind zwar häufig sehr robust konstruiert, aber man sollte Sie trotzdem nicht der direkten Einwirkung durch Sonne oder Wind aussetzen. Die Lebensdauer des Gerätes könnte dadurch beeinträchtigt werden. Sollte das Klimagerät auch über eine Wärmepumpenfunktion verfügen, erlauben die Geräte eine exakte Einhaltung einer vorgegeben Raumtemperatur. Wenn es zu kalt wird heizen die Geräte leicht nach, was häufig in Übergangsjahreszeiten auch besonders angenehm sein kann. Das heizen über eine Wärmepumpe kann wirtschaftlich günstig und ökologisch betrieben werden.

Ihr Fachhändler wird Ihnen erst nach Prüfung der Örtlichkeiten eine Empfehlung geben, welches Gerät für Sie das richtige ist.

Bezüglich des Geräuschpegels kann man nicht so einfach sagen, dass Splitgeräte leiser sind als Monoblockgeräte. Das variiert je nach Hersteller und man sollte sich auch in dieser Beziehung gut beraten lassen, da hier doch sehr grosse Unterschiede bestehen.

Lassen Sie sich beraten. Den Klimaberater in Ihrer Nähe finden Sie hier bei uns. ->   zum Fachhändler

Monoblock Klimaanlagen

Im Gegensatz zum Splitgerät, das aus 2 oder mehr Komponenten besteht die separat sind, ist bei einer Monoblock Klimaanlage alles in einem Gerät untergebracht. Man unterscheidet hier jedoch zwischen Ein- und Zweischlauch Systemen.

Das Einschlauchsystem saugt die warme Luft direkt aus dem zu kühlendem Raum an, entzieht Ihr die Wärme und bläst diese dann durch den Abluftschlauch nach draussen. Die kalte Luft gibt das Monoblock Klimagerät dann wieder an den Raum ab. Beim Zweischlauch System wird die warme Luft nicht aus dem Raum genommen, sondern von draussen. Dadurch das beim Einschlauchsystem die Luft dem Raum entzogen wird, muss wieder Luft von draussen nachfliessen. Da dieses höchstwahrscheinlich auch warme Luft sein wird, ist die Effektivität von Einschlauch-Systemen deutlich geringer als von Zweischlauch-Systemen.

Man kann daher die Kälteleistung von Ein und Zweischlauch System nicht vergleichen. Auch wenn die Kälteleistung vollkommen gleich ist, ist die effektive Leistung eines Einschlauch Klimagerätes deutlich geringer.

Wichtig bei einer Monoblock Klimaanlage ist auch die Wanddurchführung. Dafür gibt es inzwischen von den Herstellern die verschiedensten Techniken. Manche hängen auch einfach einen Schlauch durch das Fenster nach draussen. Diese Möglichkeit ist jedoch meist nicht optimal, weil so immer warme Luft durch den Fensterspalt von draussen nach innen fliesst.

Auch bei einem einfachen mobilen Monoblock Klimagerät sollte man sich über die verschiedenen Möglichkeiten der richtigen Nutzung vorher bei einem Fachhändler informieren, um später nicht einen Grossteil der Energie sinnlos zu verbrauchen. Die Effektivität einer Klimaanlage hat sehr viel mit dem richtigen und professionellem Gebrauch zu tun.

Lassen Sie sich beraten. Den Klimaberater in Ihrer Nähe finden Sie hier bei uns.   ->  zum Fachhändler

Kühlmittel – Kältemittel

Die Klimaanlage nimmt die Wärme aus dem Raum über das Kältemittelsystem auf und gibt sie dann draussen an die Umgebung ab. Dabei spielt das Kältemittel eine wichtige Rolle.

Im Gegensatz zu Wasser, dass bei 100 Grad Celsius siedet und verdampft, tritt dieser physikalische Vorgang bei Kältemittel schon bei viel niedrigeren Temperaturen ein.

Es gibt verschiedene Kältemittel. Bei den gängigen liegt der Zeitpunkt, an dem das Kältemittel vom flüssigen in den gasförmigen Zustand wechselt (Siedepunkt), bei -30 bis -40 Grad Celsius (bei atmosphärischem Druck).
Ein Klimaanlage bedient sich dieser physikalischem Eigenschaft von Kältemitteln.

Es gibt heute verschiedene Kältemittel, die für verschiedene Anwendungen genutzt werden. Dazu gehören Ammoniak (R717, NH3), Kohlendioxid (R744) und verschiedene Kohlenwasserstoffe. Ausserdem wird unterschieden zwischen organischen und anorganischen Kältemitteln. In den heutigen  Klimaanlagen sollte sich chlorfreies  Kältemittel befinden, damit bei eventueller Undichtigkeit oder Zerstörung der Klimaanlage keine Umweltschädigung eintritt. Man spricht dann schlechthin von FCKW-freien Klimageräten oder Anlagen.

In der Klimaanlage befindet sich das Kältemittel im sogenannten Kältekreislauf. Dieser besteht hauptsächlich aus Verdampfer, Verdichter, Verflüssiger und Kältemittelleitungen. Ausserdem spielt das Expansionsventil (Expansionsorgan, Drosselorgan oder Kapillarrohr) eine wichtige Rolle.

Funktion einer Klimaanlage

Ein Irrglaube ist häufig das die Klimaanlage einem Raum Kälte zuführt. Das ist nur das subjektive Gefühl. Eine Klimaanlage entzieht einem Raum Wärme und kühlt in dadaurch ab.

Physikalisch gesehen, fliesst die Wärme immer zur Kälte. Das Kältemittel in der Klimaanlage nimmt die Wärme also auf und führt Sie nach draussen. Draussen gibt das nun warme Kältemittel die Wärme dann an die Aussenluft ab. Abgekühlt fliesst es dann wieder nach Innen und kann erneut die Wärme aus dem Raum aufnehmen. Während das Kältemittel die Wärme transportiert verändert es seinen Aggregatzustand von flüssig nach gasförmig.

Innen bekommt man durch einen Ventilator die kalte Luft in den Raum geblasen. Dafür saugt die Klimaanlage zunächst die warme Luft aus dem Raum an, das Kältemittel nimmt die warme Luft auf und bläst die kalte Luft wieder zurück.

Hinzu kommt nun, das warme Luft mehr Feuchtigkeit aufnehmen kann (s. Raumklima) als kalte Luft. Wenn die Luft also abgekühlt wird, bleibt die Feuchtigkeit praktisch übrig (kondensiert). Dieses Kondenswasser wird nun auch nach draussen abgeführt. Die meisten Klimaanlagen sind also praktisch auch Lufttrockner – mit den dementsprechenden Vorteilen für das Raumklima.

Dies ist nur eine einfache Darstellung der Funktionsweise einer Klimaanlage. Falls Sie mehr Informationen haben möchten oder die praktische Anwendung einer Klimaanlage direkt für Ihr zu Hause kann sich einer unserer Spezialisten direkt mit Ihnen in Verbindung setzen.