Was ist Luftklimatisierung?
Sowohl die industrielle Kühlung als auch die Luftklimatisierung basieren auf demselben Mechanismus: auf der Kühlung eines Fluids (allgemein Wasser oder Luft) durch die Verdampfung eines anderen Fluids (Kältemittel genannt). Der Kältemittelkreislauf, der sich aus Verdichter, Verdampfer, Verflüssiger und Expansionsventil zusammensetzt, ist Bestandteil beider Systeme. Nichtsdestotrotz gibt es grundlegende Unterschiede zwischen den Kälteanlagen und den Klimaanlagen, zum Beispiel in den Bauteilen, Planungsmethoden, in den Gewerbe- oder Industriestrukturen, wo sie installiert werden, sowie im Funktionsprinzip. Aus diesem Grund ist ihre Unterscheidung und Trennung gerechtfertigt.
Die Luftklimatisierung ist der Prozess, der es ermöglicht, bestimmte Temperatur, Feuchte- und Luftreinheitsbedingungen in geschlossenen Räumen zu erlangen und zu erhalten. Typischerweise zielt dieser Prozess auf den Erhalt der Komfortbedingungen der Personen ab.
In der Industrie dient der Prozess dazu, den korrekten Betrieb von Geräten oder Mechanismen zu garantieren, die unter speziellen Umgebungsbedingungen arbeiten, oder um einige Spezialverarbeitungsmethoden wie Schweißen zu ermöglichen, bei denen erhebliche Wärmemengen zustande kommen, die abgebaut werden müssen.
Ein Klimasystem muss - ganz unabhängig von den Außenbedingungen - effizient arbeiten. Es basiert auf vier Regelgrößen: Temperatur, Feuchte, Luftbewegung und Luftqualität.
Die Unterscheidung zwischen industriellen Anwendungen und Komfortanwendungen kann nicht immer sehr scharf erfolgen. Die industrielle Klimatisierung erfordert üblicherweise mehr Präzision in der Temperatur- und Feuchteregelung. In einigen Bereichen sind auch hohe Filterungsstandards und die Beseitigung von Kontaminanten verlangt.
Die Komfort-Klimatisierung muss nicht nur die thermohygrometrischen Bedürfnisse der Personen erfüllen, sondern überschneidet sich mit anderen Fachbereichen wie Architektur, Meteorologie, Energetik und Akustik zur Herstellung der idealen Bedingungen für das psychophysiologische Wohlbefinden der Menschen.
Das grundlegende Prozess, auf dem die Klimatisierung basiert, ist der Austausch von Wärme und Wasserdampf zwischen der internen Umgebung, der externen Umgebung und den anwesenden Personen.
Die wichtigsten Geräte, die im Rahmen der Komfort- und Industrieklimatisierung zu finden sind, sind:
- Monoblock-, Split- oder Multi-Split-Klimageräte für den Hausgebrauch;
- Wärmepumpen für den Hausgebrauch;
- Luftbehandlungszentralen (AHUs) für mittlere/große Umgebungen;
- Dachzentralen (Rooftops), Luftbehandlungsgeräte (AHUs) für kleine Umgebungen;
- Klimaschränke für Telekommunikationsstationen (Shelter);
- industrielle Kältesätze und Wärmepumpen, die Kühl- oder Heißwasser produzieren, um damit die Umgebungsluft aufzubereiten oder es direkt in die zu kühlenden Geräte einzuspeisen;
- Close Control Units, Präzisionskühlgeräte für Server oder Telefonzentralen;
- Gebläsekonvektoren oder Hydronik-Systeme, Kühlwasserkreisläufe und Ventilationsterminals für die Gebäudeklimatisierung.
Sie unterscheiden sich in Größe, Komplexität, Kälteleistung (die von einigen Hundert Watt bis mehreren Megawatt reichen kann), internen Bauteilen und allgemein in ihren jeweiligen Hauptfunktionen:
- Kühlung der Luft oder des Wassers;
- Heizung der Luft oder des Wassers;
- Entfeuchtung der Luft;
- Befeuchtung der Luft;
- Filterung/Reinigung der Luft;
- Mischung der Innen- und Außenluft;
- Lüftung.
Die Klimageräte für den Hausgebrauch beschäftigen sich beispielsweise vorwiegend mit der Kühlung der Luft, die dem Raum in einem geschlossenen Kreislauf entnommen wird. Die Kühlung bewirkt eine Entfeuchtung, weil ein Teil der Luftfeuchte im Klimagerät selbst kondensiert (in Form von Tropfen), gesammelt und über Gummischläuche nach außen geleitet wird.
Die Close Control Units sind dagegen kritischen Umgebungen gewidmet, wo Server und Telefonzentralen untergebracht sind. Sie müssen Temperatur und Luftfeuchte in sehr engen Toleranzbereichen aufbereiten und nicht nur kühlen und entfeuchten, sondern auch die Temperatur und Feuchte anhand von Heizwiderständen und des Befeuchters fein korrigieren.
Die komplexesten AHUs umfassen alle aufgezählten Funktionen, die allgemein in getrennten Abschnitten untergebracht sind.
In den Kaltwassersätzen wird dagegen das Wasser aufbereitet und bis auf Temperaturen um die 0 °C abgekühlt (auch unter 0 Grad, falls mit Frostschutzmittel gemischt) oder wiederum durch eine Umkehr des Kältemittelkreisprozesses erwärmt.
Während die Lüftung, Filterung, Mischung und auch Heizung anhand von relativ einfachen und eigenen Bauteilen verwaltet werden (mit Ventilatoren, Filtern, Mischklappen und Heizwiderständen oder Kesseln), werden die wichtigsten und komplexesten Funktionen von ebenso komplexen Systemen verwaltet wie Kältemittelkreisläufe und Befeuchter (siehe die Kapitel „KÜHLEN", „HEIZEN", „BEFEUCHTEN").
Besondere Erwähnung gilt dem System, das allgemein für die Kälteproduktion verwendet wird und dabei das Phänomen der Verdunstung eines Fluids innerhalb eines Kreisprozesses im Kontakt mit der zu kühlenden Umgebung nutzt. Das Funktionsprinzip, auf denen diese „Verdunstungskühlung" basiert, ist alles andere als banal.
