1. Grundkenntnisse über zentrale Klimaanlagen
1. Was ist ein Kältemittel und wie funktioniert es?
Das Arbeitsmedium, das in einem Kühlschrank, der einen Kältekreislauf durchführt, Wärme zwischen dem zu kühlenden Objekt und der Umgebung überträgt und schließlich die Wärme vom zu kühlenden Objekt an die Umgebung abgibt, funktioniert nach dem Kältemittelprinzip, indem es im Verdampfer die Wärme des zu kühlenden Objekts aufnimmt und verdampft.
2. Was ist ein Sekundärkältemittel und wie funktioniert es?
Das Medium, das die Kühlleistung des Kältemittels auf das zu kühlende Medium überträgt. Beispielsweise wird das in Klimaanlagen üblicherweise verwendete Kaltwasser im Verdampfer abgekühlt und anschließend über weite Strecken transportiert, um die zu kühlenden Objekte zu kühlen.
3. Was ist fühlbare Wärme?
Das heißt, die Wärme, die eine Temperaturänderung bewirkt, ohne die Aggregatform eines Stoffes zu verändern, wird als fühlbare Wärme bezeichnet. Änderungen der fühlbaren Wärme können mit Temperaturmessgeräten gemessen werden.
4. Was ist latente Wärme?
Die Wärme, die einen Zustandswechsel (auch Phasenübergang genannt) bewirkt, ohne die Temperatur des Stoffes zu verändern, wird als latente Wärme bezeichnet. Änderungen der latenten Wärme können nicht mit Temperaturmessgeräten gemessen werden.
5. Was versteht man unter dynamischem Druck, statischem Druck und Gesamtdruck?
Bei der Auswahl einer Klimaanlage oder eines Ventilators stößt man häufig auf die drei Konzepte statischer Druck, dynamischer Druck und Gesamtdruck.
Statischer Druck (Pi): Der Druck, der durch den Aufprall von Luftmolekülen auf die Rohrwand aufgrund ihrer unregelmäßigen Bewegung entsteht, wird als statischer Druck bezeichnet. Bei der Berechnung wird der statische Druck mit dem absoluten Vakuum als Nullpunkt als absoluter statischer Druck bezeichnet. Der statische Druck mit dem Atmosphärendruck als Nullpunkt wird als relativer statischer Druck bezeichnet. Der Luftdruck in der Klimaanlage entspricht dem relativen statischen Druck. Der statische Druck ist positiv, wenn er höher als der Atmosphärendruck ist, und negativ, wenn er niedriger als der Atmosphärendruck ist.
Dynamischer Druck (Pb): bezeichnet den Druck, der durch den Luftstrom entsteht. Solange Luft durch den Luftkanal strömt, herrscht ein gewisser dynamischer Druck, dessen Wert stets positiv ist.
Gesamtdruck (Pq): Der Gesamtdruck ist die algebraische Summe aus statischem und dynamischem Druck: Pq = Pi + Pb. Er repräsentiert die Gesamtenergie von 1 m³ Gas. Wird der Atmosphärendruck als Ausgangspunkt für die Berechnung verwendet, kann der Gesamtdruck positiv oder negativ sein.
2. Klassifizierung von Klimaanlagen
1. In welche Arten von Klimaanlagen lassen sich diese nach ihrem Verwendungszweck einteilen?
Komfortklimaanlage: Erfordert eine geeignete Temperatur und ein angenehmes Raumklima; keine strengen Anforderungen an die Genauigkeit der Temperatur- und Feuchtigkeitsregulierung; Einsatzgebiete: Wohnhäuser, Büros, Theater, Einkaufszentren, Turnhallen, Automobile, Schiffe, Flugzeuge usw.
Prozessklimaanlage: Es werden hohe Anforderungen an die Temperaturregelung und die Luftreinheit gestellt. Einsatzgebiete sind unter anderem Produktionsstätten für elektronische Geräte und Präzisionsinstrumente, Computerräume und biologische Labore.
2. In welche Arten kann die Luftaufbereitung nach dem Verfahren unterteilt werden?
Zentrale Klimatisierung: Die Luftaufbereitungsanlage befindet sich im zentralen Klimaraum. Die aufbereitete Luft wird über Luftkanäle zu den Klimaanlagen in den einzelnen Räumen geleitet. Dieses System eignet sich für große Flächen, viele eng beieinander liegende Räume mit relativ ähnlicher Wärme- und Feuchtigkeitsbelastung.
Halbzentrale Klimatisierung: Ein Klimatisierungssystem mit zentraler Klimaanlage und Endgeräten zur Luftaufbereitung. Dieses System ist relativ komplex und ermöglicht eine hohe Regelgenauigkeit. Es eignet sich für Werkstätten und Labore mit hohen Anforderungen an die Luftqualität.
Teilklimatisierung: Jeder Raum verfügt über eine eigene Klimatisierungsanlage, beispielsweise eine Split-Klimaanlage. Alternativ kann es sich um ein System mit Gebläsekonvektoren und zentraler Kalt- und Warmwasserversorgung handeln, wobei jeder Raum seine Temperatur individuell regeln kann.
3. In welche Typen kann es sich nach der Kühlleistung unterteilen?
Großflächige Klimaanlagen: wie z. B. horizontale Sprinkleranlagen, oberflächengekühlte Klimaanlagen, die in großen Werkstätten, Kinos usw. eingesetzt werden.
Mittelgroße Klimaanlagen: wie z. B. Wasserkühler und Schrankklimageräte usw., die in kleinen Werkstätten, Computerräumen, Konferenzräumen, Restaurants usw. eingesetzt werden.
Kleine Klimaanlagen: Split-Klimaanlagen für Büros, Wohnungen, Gästehäuser usw.
4. In welche Arten von Klimaanlagen lassen sich Klimaanlagen nach dem Frischluftvolumen einteilen?
Durchlaufsystem: Die aufbereitete Luft ist Frischluft, die in die einzelnen Räume zum Wärme- und Feuchtigkeitsaustausch geleitet und dann ohne Rückluftkanäle nach außen abgeleitet wird.
Geschlossenes System: ein System, in dem die gesamte vom Klimagerät aufbereitete Luft umgewälzt wird und keine Frischluft zugeführt wird.
Hybridsystem: Die von der Klimaanlage geförderte Luft ist eine Mischung aus Rückluft und Frischluft.
5. Klassifizierung nach der Luftzufuhrgeschwindigkeit?
Hochgeschwindigkeitssystem: Die Windgeschwindigkeit im Hauptluftkanal beträgt 20-30 m/s.
Niedriggeschwindigkeitssystem: Die Windgeschwindigkeit im Hauptluftkanal liegt unter 12 m/s.
3. Gebräuchliche Bezeichnungen für Klimaanlagen
1. Nennkühlleistung
Die Wärmemenge, die die Klimaanlage unter den nominalen Kühlbedingungen pro Zeiteinheit aus dem Raum abführt, wird als nominale Kühlleistung bezeichnet.
2. Nennheizleistung
Die Wärmemenge, die die Klimaanlage pro Zeiteinheit unter den nominalen Heizbedingungen an den Raum abgibt.
3. Energieeffizienzverhältnis (EER)
Die Kühlleistung pro Einheit Motorleistung. Sie gibt das Verhältnis der Kühlleistung der Klimaanlage zur Kühlleistung im Kühlbetrieb an und wird in Watt pro Watt (W/W) angegeben.
4. Leistungsparameter (COP)
Der Leistungsparameter COP-Wert des Kältekompressors, d. h. die Kühlleistung pro Wellenleistungseinheit.
5. Gängige Maßeinheiten für Klimaanlagen und Umrechnungen:
Ein Kilowatt (kW) entspricht 860 Kalorien (kcal/h).
Eine große Kalorie (kcal/h) entspricht 1,163 Watt (w).
1 Kältetonne (USRT) = 3024 kcal (kcal/h).
1 Kältetonne (USRT) = 3517 Watt (W).
4. Gängige Klimaanlagen
1. Wassergekühlter Kühler
Der wassergekühlte Kaltwassersatz gehört zur Kälteanlage der zentralen Klimaanlage. Sein Kältemittel ist Wasser, das als Kaltwassersatz bezeichnet wird. Die Kühlung des Kondensators erfolgt durch Wärmeaustausch mit Wasser normaler Temperatur. Daher spricht man von einem wassergekühlten Gerät. Das Gegenteil eines wassergekühlten Geräts ist ein luftgekühltes Gerät. Dessen Kondensator wird durch Zwangslüftung und Wärmeaustausch mit der Außenluft gekühlt.
2. VRV-System
Das VRV-System (Variable Refrigerant Flow) ist ein System mit variablem Kältemittelstrom. Es besteht aus mehreren Außengeräten, die sich aus Funktionseinheiten, Konstantdrehzahleinheiten und Frequenzumrichtern zusammensetzen. Durch die Parallelschaltung der Außengeräte werden die Kältemittelleitungen in einem einzigen Leitungssystem zusammengefasst, das sich leicht an die Leistung der Innengeräte anpassen lässt.
Bis zu 30 Innengeräte können zu einer Gruppe von Innengeräten verbunden werden, wobei die Kapazität des Innengeräts zwischen 50 % und 130 % der Kapazität des Außengeräts eingestellt werden kann.
3. Modulmaschine
Die auf dem VRV-System basierende modulare Anlage ersetzt die herkömmliche Freon-Leitung durch ein Wassersystem, vereint Innen- und Außeneinheit zu einer Kälteanlage und wandelt die Inneneinheit in einen Gebläsekonvektor um. Der Kälteprozess erfolgt durch den Wärmeaustausch des Kältemittelwassers. Die modulare Anlage verdankt ihren Namen der Fähigkeit, die Anzahl der zugeschalteten Einheiten automatisch an den Kühlbedarf anzupassen und so eine flexible Kombination zu ermöglichen.
4. Kolbenkühler
Der Kolbenkältemaschinen-Einsatz ist ein integriertes Kältegerät, das speziell für die Klimatisierung eingesetzt wird. Es vereint den Kolbenkältekompressor, die Hilfseinrichtungen und das für den Kältekreislauf benötigte Zubehör kompakt. Kolbenkältemaschinen-Einsatzgeräte sind in Leistungsbereichen von 60 bis 900 kW erhältlich und eignen sich für mittlere und kleine Projekte.
5. Schraubenkühler
Schraubenkompressoren sind große und mittelgroße Kälteanlagen zur Bereitstellung von Kaltwasser. Sie werden häufig zur Klimatisierung in der Verteidigungsforschung, der Energiewirtschaft, im Transportwesen, in Hotels, Restaurants, der Leichtindustrie, der Textilindustrie und anderen Bereichen eingesetzt, sowie zur Kaltwasserbereitung für Wasserbau- und Energieprojekte. Ein Schraubenkompressor ist ein komplettes Kältesystem, bestehend aus Schraubenkompressor, Kondensator, Verdampfer, automatischen Steuerungskomponenten und Messgeräten. Dank seiner kompakten Bauweise, geringen Größe, seines niedrigen Gewichts, seines geringen Platzbedarfs, seiner einfachen Bedienung und Wartung sowie seines stabilen Betriebs findet er weite Verbreitung. Seine Kühlleistung reicht von 150 bis 2200 kW und eignet sich für mittlere und große Projekte.
6. Zentrifugalkühler
Die Zentrifugalkältemaschine ist eine komplette Kälteanlage, bestehend aus Zentrifugal-Kältekompressoren, passenden Verdampfern, Kondensatoren, Drosselreglern und Stromzählern. Die Kühlleistung einer einzelnen Maschine liegt zwischen 700 und 4200 kW. Sie eignet sich für große und sehr große Projekte.
7. Lithiumbromid-Absorptionskältemaschine
Die Lithiumbromid-Absorptionskältemaschine nutzt Wärmeenergie als Energiequelle, Wasser als Kältemittel und eine Lithiumbromidlösung als Absorptionsmittel, um Kältemittelwasser mit einer Temperatur über 0 °C zu erzeugen. Dieses kann als Kältequelle für Klimaanlagen oder Produktionsprozesse eingesetzt werden. Es gibt drei gängige Energiequellen: Direktverbrennung, Dampf und Heißwasser. Die Kühlleistung reicht von 230 bis 5800 kW und eignet sich für mittelgroße, große und sehr große Projekte.
5. Klassifizierung von zentralen Klimaanlagen
Die zentrale Klimaanlage ist das Herzstück einer zentralen Klimaanlagenanlage. Die richtige Auswahl der Geräte ist für ein solches Projekt von großer Bedeutung. Hinsichtlich des Kältemittelverfahrens und der Bauart lassen sich Kalt- (Warm-)Geräte in folgende Typen unterteilen.
Veröffentlichungsdatum: 06.02.2023
