Die wichtigsten Klimageräte & -techniken im Überblick

Klimageräte sind haustechnische Anlagen mit einem geschlossenen Kältekreislauf. Durch die Regulierung von Lufttemperatur, Luftfeuchtigkeit, Luftreinheit und Luftbewegung sollen sie ein angenehmes Raumklima herstellen. Je nach Anwendung und Umfang kommen dazu unterschiedliche Klimageräte zum Einsatz. So unterscheidet man grundsätzlich zwischen Geräten mit direkter und indirekter Kühlfunktion.

Klimageräte sind Geräte der Haustechnik, die in der Lage sind, das Klima in Räumen (Gebäude, Fahrzeuge etc.) so zu beeinflussen, dass dieses unabhängig von der aktuellen Wetterlage, Abwärme und Emissionen, die Technik und Menschen verursachen, bestimmten Qualitätskriterien gerecht wird.

Ist die gewünschte Raumluftqualität erreicht, sorgt das Klimagerät dafür, dass sie bestehen bleibt. Folgende Parameter werden zur Beurteilung der Raumluft-Qualität herangezogen:

• Lufttemperatur: Zum Verändern der Lufttemperatur heizt oder kühlt das Klimagerät den Raum. Dazu werden Wärmeträgermedien (auch: Wärmetransportmittel) eingesetzt, die der Raumluft Wärmeenergie zuführen oder entnehmen.
• Luftfeuchtigkeit: Um die Luftfeuchtigkeit zu beeinflussen, wird die Luft befeuchtet oder getrocknet. Beim Trocknen kondensiert die Raumluft und verliert Feuchtigkeit, beim Befeuchten wird der Raumluft aktiv Feuchtigkeit oder feuchtere Frischluft zugeführt.
• Luftbeschaffenheit: Zum Entfernen unerwünschter Luftbestandteile filtert das Klimagerät die Luftbestandteile heraus, die stören, oder tauscht die „verbrauchte“ Luft mit Frischluft aus, um z. B. den CO₂-Gehalt der Luft zu reduzieren.
• Luftbewegung: Um die Luftbewegung zu regulieren ändert das Klimagerät die Luftströmung durch Variation der Richtung und/ oder der Luftgeschwindigkeit.

In der Praxis haben sich als Wohlfühlwerte eine Raumtemperatur um die 22 Grad Celsius und eine Luftfeuchtigkeit von etwa 50 Prozent bewährt. Gerade im Sommer können Klimageräte dabei helfen, diese Wohlfühlwerte herzustellen.

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Der Unterschied zwischen einer Lüftungsanlage und einem Klimagerät besteht darin, dass Lüftungsanlagen den Raum lediglich belüften, das heißt die Raumluft austauschen, und Klimageräte direkten Einfluss auf das Raumklima nehmen.

Je nachdem, wie Klimageräte die Zuluft thermodynamisch beeinflussen, werden sie klassifiziert. Die europäische Norm DIN EN 15603 „Energieeffizienz von Gebäuden – Gesamtenergiebedarf und Festlegung der Energiekennwerte“ unterteilt Klimageräte in:

• einfache Lüftungsanlagen
• Lüftungsanlage mit Heizfunktion (auch Luftheizungsanlage genannt)
• Teilklima-Anlage mit Befeuchtungsfunktion
• Teilklima-Anlage mit Kühlfunktion
• Teilklima-Anlage mit Kühl- und Befeuchtungsfunktion
• Klima-Anlage mit allen Funktionen (Vollklima-Anlage)

Wenn es nur wichtig ist, den Frischluftanteil zu garantieren, dann wird eine Lüftungsanlage zum Einsatz gebracht. Damit ist keine gezielte Einflussnahme auf die Raumluftqualität möglich.

Wenn diese Eigenschaften zwar teilweise aber nicht vollständig beeinflusst werden können (z.B. nur heizen und kühlen/entfeuchten aber nicht befeuchten) dann wird von einer Teilklimaanlage gesprochen. Insofern sind alle üblichen Kfz-Klimaanlagen nur Teilklimaanlagen. Denn sie können die Luft nicht befeuchten. Um alle Luftzustände gezielt zu beeinflussen (filtern, erhitzen, kühlen, entfeuchten, befeuchten), wird eine Vollklimaanlage bzw. ein typisches Klimagerät eingesetzt.

Um die Raumluft zu kühlen oder zu heizen, nutzen sie einen Kältemittelkreislauf. Das Kältemittel, das sogenannte Arbeitsmedium, hat die Eigenschaft, schon bei niedrigen Temperaturen unter Wärmeaufnahme zu verdampfen. Beim Kühlen nimmt es die Wärme aus dem Raum auf und gibt diese durch Kompression des Kühlmittels ab. Wird Kälte in den Raum eingebraucht, so ähnelt das Prinzip einem typischen Kühlschrank.

Wird Wärme eingebracht, so ähnelt es dem einer Wärmepumpenheizung. Hierbei spricht man auch von reversiblen Klimageräten. Dabei wird das Kältemittel durch z. B. Außenluft zum Verdampfen gebracht und die bei der Kompression des Kühlmittelgases entstehende Wärme an den Raum abgegeben.

Solche Klimageräte teilt man dann weitergehend danach ein, ob Außenluft zugeführt und in ihrer Qualität verändert wird oder ob nur Einfluss auf die Raumluft (Umluft) genommen wird:

• Ein Klimagerät, das dem Raum Außenluft zuführt, nennt man Klimagerät mit Lüftungsfunktion.
• Ein Klimagerät, das nur Umluft zur Klimatisierung des Raums verwendet, wird als Klimaanlage ohne Lüftungsfunktion bezeichnet.

Je nach Funktion unterscheiden sich Klimageräte zudem darin, ob sie

•  zentral von einem Ort mehrere Räume klimatisieren - zentrale Klimageräte – oder ob sie jeweils
• dezentral nur einen Raum klimatisieren.

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Eine der technisch wohl wichtigsten Unterschiede von Klimageräten besteht darin, ob direkt das Kältemittel die Raumluft heizt oder kühlt oder, ob ein weiterer Kreislauf mit einem Wärme- bzw. Kälteträgermedium zwischengeschaltet ist. Bei den direkten Systemen (Direktverdampfung) sind Kältemittel und Kälteträger identisch, während bei indirekten Systemen (z. B. Kaltwassernetz) ein zusätzliches Medium wie z. B. Wasser als Kälteträger dient.

In puncto Kälteversorgung stehen unbestritten Kaltwassererzeuger auf Platz Nummer eins der favorisierten Klimagerätetechnik. Der Kaltwassersatz kühlt Wasser und andere Medien über die dann die Kälte in die Räume transportiert wird.

Das vom Kaltwassersatz auf etwa 6 bis 7 °C abgekühlte Wasser zirkuliert dabei von einer Pumpe angetrieben durch das zu kühlende Gebäude, nimmt Wärme auf und kehrt zum Kaltwassersatz zurück. Dort wird die Wärme über eine Luft- oder Wasserkühlung an die Umwelt abgegeben.

In den Räumen selbst gibt das Wasser seine Kühlenergie über Kühlregister an die Raumluft oder über Kaltwasser-Klimageräte wie Kaltwassertruhen am Boden oder Kassettengeräte in abgehängten Decken ab.

Im Gegensatz dazu kühlen „direktverdampfende“ Klimageräte Räume direkt mit ihrem Kältemittelkreislauf. Das bedeutet, dass auch die Kältemittelleitung in den zu kühlenden Raum geführt werden muss. Daher werden solche Klimageräte gerade in kleineren privaten oder auch gewerblichen Anwendungen häufig dezentral in der Nähe der eigentlichen Kühlanwendung installiert.

Man unterscheidet dezentrale Klimageräte in sogenannte

• mobile Geräte,
• Splitgeräte und
• Monoblock-Geräte.

Mobile Klimageräte sind äußerst kompakte Kleinklimageräte, die sie nach Bedarf im Hochsommer in einen zu klimatisierenden Raum stellen und dort arbeiten lassen.

Wissen müssen Sie, dass dieser Gerätetyp eher ineffizient arbeitet, da er die Abluft i.d.R. über einen Tür- oder Fensterspalt abführt und daher es daher auch immer wieder zu einer Nachführung von wärmerer Luft von draußen kommt. Dies erhöht fortlaufend den Kühl- und damit den Strombedarf.

Bei einem typischen Splitklimagerät wird hingegen das Kältemittel ebenfalls im Freien verdichtet (komprimiert) und die eigentliche Luftbehandlung findet dann auch im zu klimatisierenden Raum statt. Der Transport des Kältemittels findet jedoch nicht über einen Fenster- oder Türspalt statt, sondern häufig über fest durch das Mauerwerk in den zu kühlenden Raum geführte Kältemittelleitungen statt. Auch Split-Klimageräte gibt es wie mobile Klimageräte im Baumarkt zum privaten Selbsteinbau.

Bei einem "Monoblock" stecken hingegen sämtliche technische Komponenten in einem Klimagerät, das seinen Platz im zu klimatisierenden Raumes hat. Das Klimagerät hat wenigstens einen Abluftschlauch. Er dient zum Ablassen der Heißluft via einen entsprechend abgedichteten Fensterspalt.

Damit der Druck im Raum ausgeglichen wird, braucht der Raum genügend Ritze und Spalte, denn nur über diese wird wieder ausreichend Luft angesaugt, wozu anzumerken ist, dass gerade die angesaugte Warmluft die Effizienz des Klimageräts mindert. Rechnen muss man damit, dass der Kompressor im Raum deutlich mehr störenden Lärm verursacht als der im Freien stehende eines Splitgeräts.

Die sogenannte VRF-Technologie („Variable Refrigerant Flow“) ist eine Technik aus dem Bereich der Direktverdampfung, die häufig in größeren Gewerbeimmobilien zum Einsatz kommt. Auch hier führen Kältemittelleitungen in die zu klimatisierenden Räume. Mit den Innenklimageräten lässt sich die Raumluft kühlen, heizen, befeuchten und trocknen.

Das Besondere dabei ist, dass die Wärmelasten je nach Bedarf im Gebäude verschoben werden können, wenn sowohl ein Heiz- als auch Kühlbedarf gleichzeitig besteht. Um die überschüssige Wärme aus einem Raum zur Erwärmung eines anderen Raumes zu verwenden, werden häufig 3-Leitersysteme (Saug-, Flüssigkeits- und Kältemittelleitung) nötig.

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