Technologischer Überblick moderner Klimasysteme
Eine moderne Klimaanlage für den Wohnbereich ist im Grunde eine Luft-Luft-Wärmepumpe, die die Innenraumluft mithilfe eines thermodynamischen Kreisprozesses konditioniert.
Sie verändert dabei nicht nur die Raumtemperatur, sondern übernimmt eine umfassende Raumluftbehandlung: Sie regelt die Luftfeuchtigkeit, die Luftgeschwindigkeit, sowie die Luftqualität.
Das Prinzip einer Wärmepumpe und die Inverter-Technologie
Die Grundfunktion des Geräts beruht auf dem Phasenwechsel des Kältemittels. Die Inverterregelung, (insbesondere die DC-Inverter-Technologie), ermöglicht eine stufenlose Leistungsregelung, bzw. die Anpassung der Verdichterdrehzahl an den tatsächlichen Heiz- oder Kühlbedarf eines Gebäudes.
So kann das System in der Regel präziser, effizienter und mit weniger Verschleiß durch häufige Start-Stopp-Zyklen arbeiten.
Effizienzkennzahlen
Bei der fachgerechten Auswahl eines Geräts sind neben der Nennleistung vor allem die jahreszeitbedingten Effizienzkennzahlen maßgeblich:
SEER (Seasonal Energy Efficiency Ratio – jahreszeitbedingtes Energieeffizenzverhältnis):
Dieser Wert gibt an, wie viel Kühlleistung eine Anlage pro verbrauchter Kilowattstunde (kWh) Strom über eine gesamte Kühlperiode hinweg liefert.
SCOP (Seasonal Coefficient of Performance – jahreszeitbedingter Leistungskoeffizient.):
SCOP bildet die Leistung einer Wärmepumpe unter Berücksichtigung der saisonal schwankenden Effizienz. Für den Heizbetrieb optimierte Geräte sind – je nach Modell – auch bei Außentemperaturen von bis zu -25 °C betriebssicher einsetzbar.
Kritische Faktoren bei der Installation
Die Lebensdauer und Effizienz eines Klimasystems hängen maßgeblich von der fachgerechten Installation ab:
Chemisch gereinigte Kupferrohre: Dank ihrer besonderen Reinheit eignen sie sich für hohe Anforderungen an Wärmeübertragung und durch die chemische Reinigung werden Öle, Partikel und Oxide entfernt.
Chemisch gereinigte Kupferrohre bilden die Basis für zuverlässige Prozesse in der Kältetechnik.
Evakuieren:
Mit dem Evakuieren werden unerwünschte Fremdgase aus dem Kältekreislauf entfernt. Die vollständige Entfernung von Feuchtigkeit und nicht kondensierbaren Gasen ist essenziell, um Säurebildung und spätere Beschädigungen der Dichtungen zu vermeiden.
F-Gase-Vorschriften:
Um in Bereichen arbeiten zu können, in denen fluorierte Treibhausgase verwendet werden, ist eine Zertifizierung erforderlich. Vor diesem Hintergrund darf die Installation ausschließlich durch zertifizierte Fachkräfte durchgeführt und entsprechend dokumentiert werden.
Komfort- und Gesundheitsaspekte
Eine professionelle Planung berücksichtigt unter anderem den sogenannten Coanda-Effekt:
Im Prinzip handelt es sich um ein Strömungsphänomen. Der Coanda-Effekt beschreibt nämlich das Verhalten eines Luftstrahls, der an einer Oberfläche haftet, wie zum Beispiel an Decken- und Wandflächen, um ein möglichst zugfreies Raumklima zu erreichen.
Darüber hinaus ist – je nach Gerätetyp und Ausstattung – die Wirksamkeit mehrstufiger Filtersysteme (HEPA-Filter, Katechinfilter, Plasmafilter usw.) bei der Reduzierung von Partikeln, Abgase, Pollen, Bakterien sowie mikrobiologischen Belastungen zu berücksichtigen.
Das fachliche Protokoll für die Installation von Klimaanlagen ist eine strenge technologische Abfolge, deren Ziel es ist, die hermetische Dichtheit des Kühlkreislaufs, den Wirkungsgrad des Systems und eine lange Lebensdauer zu gewährleisten. Im Folgenden wird der aus ingenieurtechnischer und montagetechnischer Sicht korrekte Ablauf detailliert beschrieben:
Planung und Positionierung
Die Grundlage der Installation bildet die fachgerechte Positionierung der Geräte mit einer Leistung, die auf Basis der Kühllastberechnung beziehungsweise der ermittelten thermischen Lasten ausgewählt wurde.
Innengerät: Ein direkter Luftstrom in den Aufenthaltsbereich von Personen (z.B. auf das Bett oder den Schreibtisch) ist zu vermeiden. Zudem müssen die vorgegebenen Mindestabstände eingehalten werden –etwa 10–15 cm oben und 5–10 cm seitlich –, damit eine ausreichende Luftansaugung und Luftzirkulation gewährleistet sind.
Außengerät: Das Außengerät ist stabil und vibrationsfrei aufzustellen, beispielsweise mit Gummipuffern und Konsolen. Dabei sind die vorherrschende Windrichtung sowie der für die Wärmeabgabe erforderliche Freiraum zu berücksichtigen.
Verlegung der thermischen und elektrischen Leitungen
Die beiden Geräte werden durch ein Paar chemisch gereinigter, isolierter Kupferrohre (Flüssigkeits- und Dampfphase) miteinander verbunden.
Rohrleitungen: Es dürfen ausschließlich Kupferrohre für die Klima- und Kältetechnik verwendet werden. Die Biegungen müssen mit einem Rohrbieger ausgeführt werden, um eine Verengung des Querschnitts zu vermeiden.
Rohrverlegung: Es dürfen ausschließlich Kupferrohre für die Klimatechnik verwendet werden. Biegungen sind mit einer Rohrbiegemaschine auszuführen, um eine Verengung des Querschnitts zu vermeiden.
Kondensatablauf: Bei Schwerkraftablauf ist ein Gefälle von mindestens 1–2 cm pro Meter erforderlich. Ist dies nicht gegeben, ist der Einbau einer Kondensatpumpe vorgeschrieben.
Stromversorgung: Verlegung von Versorgungskabeln und Kommunikationsleitungen mit geeignetem Querschnitt (in der Regel 3 × 1,5 oder 3 × 2,5 mm) in einem durch einen Fehlerstromschutzschalter gesicherten Stromkreis.
Mechanische Verbindungen (Kantenbearbeitung)
Die meisten Split-Klimaanlagen werden mit einer Holländer-Verschraubung / Rohrverschraubung angeschlossen.
Die Rohrenden müssen entgratet werden (dabei sind sie nach unten zu halten, damit keine Metallspäne in das Rohr fallen). Mit einem präzisen Handentgratwerkzeug ist eine Kegelform von 45° zu erzeugen. Die Kante muss rissfrei und spiegelglatt sein, um Undichtigkeiten zu vermeiden.
Druckprüfung (Dichtheitsprüfung)
Vor dem Einfüllen des Kältemittels muss das System mit Stickstoff unter Druck gesetzt werden (je nach Herstellerangaben in der Regel 42–45 bar). Zweck: Aufdeckung eventueller Werkfehler an den mechanischen Verbindungen und den Wärmetauschern. Der Druckwert muss mindestens 15–30 Minuten lang überwacht werden, wobei Schwankungen aufgrund von Temperaturänderungen zu beachten sind.
Vakuumierung (der kritischste technische Schritt)
Nach der Druckprüfung muss das System mit einer Vakuumpumpe bearbeitet werden. Ziel: Die Entfernung von Luft, nicht kondensierbaren Gasen und insbesondere Feuchtigkeit.
Die Vakuumierung muss bis zu einem Wert unter 2,7 mbar fortgesetzt werden. Warum ist dies zwingend erforderlich? Die im System verbleibende Feuchtigkeit führt in Verbindung mit dem Kältemittel und dem Öl zu Versauerung, was zu Problemen bei dem Kompressor und zu Verstopfungen am Expansionsventil führt.
Inbetriebnahme und Parametrierung
Nach dem Vakuumtest lässt der Kältetechniker das Kältemittel durch Öffnen der Serviceventile aus dem Außengerät in das System einströmen.
Probebetrieb: Mindestens 20 Minuten Betrieb im Kühl- und anschließend im Heizmodus.
Messungen: Stromaufnahme (A), Differenz zwischen Ansaug- und Ausblastemperatur (\Delta T) sowie Überprüfung der Betriebsdrücke mit einem Digitalmanometer.
Dokumentation
Nach Abschluss der Installation ist der Fachmann verpflichtet, die Errichterbescheinigung auszufüllen.
