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Funktionsweise einer Klimaanlage

Die Geschichte der Klimaanlage

Anfang des 20. Jahrhunderts wurde die erste funktionsfähige Klimaanlage vom US-amerikanischen Ingenieur Willis Haviland Carrier erfunden. Die Verwendung von Fluorchlorkohlenwasserstoffen als Kühlmittel in Klimaanlagen war bisher erlaubt. Das umweltbewusste Verhalten der Verbraucher bewirkte ein Umdenken. Die Klimageräte der modernen Zeit nehmen Einfluss auf einen geringeren Energieverbrauch. Das Milieu in Klimaanlagen sollte von Ihnen kontrolliert werden, da das unkontrollierte Wachstum von Mikroorganismen gefördert werden kann.

Wärmeausgleich zwischen zwei Systemen

Eine Klimaanlage besitzt die Aufgabe, Wärmeenergie von einem Ort, wie beispielsweise Ihr Büro oder Ihre Wohnung, zu transportieren und an die Umgebung abzugeben. Die Wärmeenergie eines Stoffes wird aus dem Produkt der absoluten Temperatur, der Masse und der spezifischen Wärmekapazität des betrachteten Stoffes berechnet. Wird einem Stoff Wärmeenergie zugeführt, erhöht sich dessen kinetische Energie. Bei der Wärmeübertragung erfolgt ein Ausgleich zwischen zwei Systemen, die eine unterschiedliche Temperatur besitzen. Das System mit der hohen Temperatur überträgt seine kinetische Energie auf das System mit der niedrigen Temperatur so lange, bis ein Wärmeausgleich erfolgte und sich ein thermisches Gleichgewicht eingepegelt hat.

Prinzip der Kältemaschine

Eine Klimaanlage wird als technische Anlage genutzt, um eine qualitativ angenehme Raumluft zu schaffen. Zusätzlich zur Kühlung oder Heizung kann die Luft auch gefiltert werden. Eine Klimaanlage funktioniert nach dem Prinzip einer Kältemaschine, wie beispielsweise Ihr Kühl- oder Gefrierschrank. Jedoch besteht ein gravierender Unterschied. Klimaanlagen besitzen oftmals ein Innen- und ein Außengerät. Beide Geräte müssen miteinander verbunden werden. Das wird durch zwei isolierte Kupferleitungen und einem elektrischen Kabel bewerkstelligt. Verschiedene Ausführungen haben sich als Innengerät bewährt. So gibt es innovative Wand-, Decken- und Standgeräte. Wärmepumpengeräte können kühlen oder heizen. Dies geschieht mittels Ventilation oder Automatik.

Arbeitsweise im Kühlbetrieb

Arbeitet die Klimaanlage im Kühlbetrieb, saugt der Kompressor das gasförmige Kältemittel an. Dieses Kältemittel wird verdichtet. Das auf diese Weise erhitzte Kältemittel wird vom Kompressor zum Verflüssiger in das Außengerät gepumpt. Dort wird das Kältemittel mithilfe eines Ventilators abgekühlt und verflüssigt. Das flüssige Kältemittel steht unter einem hohen Druck. Über eine Verbindungsleitung wird es vom Außengerät zum Verdampfer im Innengerät weitergeleitet.

Im Innengerät wird das flüssige Kältemittel verdampft, weil es der Raumluft Wärmeenergie entzieht. Technisch wird das realisiert, indem mithilfe eines Ventilators die warme Raumluft angesaugt und über die Lamellen des Verdampfers gehaucht wird. Die somit abgekühlte Raumluft wird wieder an den Raum abgegeben. Das gasförmige Kältemittel wird jetzt wieder vom Kompressor des Außengerätes angesaugt und der Kältekreislauf ist geschlossen. Beim Verdampfen kondensiert im Innengerät die Raumluft zu einem Kondensat. Dieser Stoff wird in einem Kondensatbehältnis gesammelt und wird über eine Rohrleitung abgeleitet. Klimageräte können bei einer Außentemperatur zwischen 20°C und 40°C effektiv kühlen.

Arbeitsweise im Heizbetrieb

Beim Heizbetrieb verläuft der Kältekreislauf entgegengesetzt. Das bedeutet, dass der Außenluft Wärme entzogen wird und das Innengerät diese Wärme wieder abgibt. Klimageräte heizen effektiv bei einer Außentemperatur von -10°C bis +10°C.