Welche Rolle spielen mechanische Kälteanlagen in Lüftungs- und Klimageräten?
Mechanische Kälteanlagen sind ein unverzichtbarer Bestandteil von Vollklimageräten. Sie sorgen für die Kühlung und Entfeuchtung der eingebrachten oder aufbereiteten Luft und sind damit entscheidend, um ein definiertes Raumklima zu gewährleisten. Je nach Anforderung kann die in das Lüftungsgerät integrierte Kälteanlage auch als Wärmepumpe eingesetzt werden und so eine effiziente Möglichkeit zur Wärmeerzeugung bieten.
Mechanische Kälteanlagen können komplett in Lüftungsgeräten mit Zu- und Abluft integriert werden, sowohl als reine Kältelieferanten, als Wärmepumpe oder als reversibles System. Ein reversibles System liefert im Sommer Kälte und im Winter Wärme.
Es können auch im Gerät reine Kältemittelregister installiert werden, die von einer externen Kälteanlage versorgt werden.
Ein auf Wasser basierendes System ist das adiabate Kühlsystem
Bei adiabaten Kühlsystemen wird im Sommer bei hohen Außenlufttemperaturen die warme Abluft durch eine adiabate Befeuchtung gekühlt. Das kann über Wabenbefeuchter passieren, oder indem die Luft beim Eintritt in die Wärmerückgewinnung mit hochfein zerstäubtem Wasser besprüht wird. Die Abluft wird durch die adiabate Befeuchtung heruntergekühlt und dem Tauscher die zur Verdunstung des Restwassers erforderliche Energie in Form von Wärme entzogen. Die Abkühlung der Außenluft beträgt bis zu 12°C. Damit kann der empfohlene Temperaturunterschied zwischen Außen- und Raumlufttemperatur von 6°C in der Regel realisiert werden. Zuluftseitig erfolgt kein direkter Feuchteeintrag, so dass die absolute Feuchte nicht erhöht wird.
In einer Kompressionskälteanlage zirkuliert Kältemittel in einem geschlossenen System. Das gasförmige Kältemittel wird in einem Kompressor verdichtet (komprimiert) und anschließend in einem sogenannten Kondensator verflüssigt (also kondensiert), wobei die im Verdichter aufgenommene Wärmeenergie an die Umgebung abgegeben wird. Über ein Ventil wird das Kältemittel entspannt. Das bedeutet, dass der Druck wieder abgebaut wird. Dadurch kühlt das Kältemittel stark ab, ist aber immer noch flüssig. Das Kältemittel wird dann im Verdampfer verdampft, wodurch Wärmeenergie aufgenommen wird. Dann wird das Kältemittel wieder vom Verdichter angesaugt und der Kreislauf beginnt von vorne.
Eine in das Lüftungsgerät integrierte Kälteanlage kann als Wärmepumpe genutzt werden und ermöglicht so eine effiziente Wärmeerzeugung. Besonders in der Übergangszeit (Frühling/Herbst) in Mittel- und Nordeuropa bietet die Kombination aus effizienter Wärmerückgewinnung und stufenlos regelbarer Wärmepumpe eine hocheffiziente Lösung. Nur bei sehr niedrigen Temperaturen im Winter ist zusätzlich eine weitere Heizung zur Abdeckung der Spitzenlast erforderlich. Zudem kann das Kältesystem reversibel ausgeführt werden: Es erlaubt im Sommer die Kühlung und im Winter den Wärmepumpenbetrieb. Auch in der Schwimmbad-Entfeuchtung wird die Wärmepumpe erfolgreich eingesetzt, da sie hier eine effektive Möglichkeit der Nacherwärmung bietet.
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