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Klimaanlagen

Klimaanlagen: Funktionsweise und Planung

Wie Klimaanlagen Umgebungen komfortabel, gesund und nachhaltig machen: Leitfaden zur Auswahl und TGA-Planung mit BIM


Die Klimaanlage ist ein mechanisches System, das verwendet wird, um thermischen Komfort und Luftqualität in den Gebäuden, in denen wir leben, zu gewährleisten.

In diesem Artikel finden Sie einen praktischen Leitfaden zur Planung von Klimaanlagen, mit einer synthetischen Analyse der Komponenten und ihrer technischen Merkmale, einem Hinweis auf die wichtigsten Anlagentypen sowie den Kriterien für die richtige Auswahl und Dimensionierung.

Wir werden auch sehen, wie die Planung einer Klimaanlage mit einer BIM-Software für TGA-Anlagen erleichtert werden kann. Wir zeigen Ihnen in einem kurzen Video alle Vorteile und Möglichkeiten, die solche Tools bieten können.

Mit Edificius-MEP erstellte Anlage

Mit Edificius-MEP erstellte Anlage

Was sind Klimaanlagen?

Klimaanlagen sind Systeme, die entwickelt wurden, um die Umgebungsbedingungen in einem Gebäude zu kontrollieren und zu regulieren, um angemessenen thermischen Komfort zu gewährleisten. Diese Anlagen werden weit verbreitet in verschiedenen Arten von Strukturen eingesetzt, wie Wohnhäusern, Büros, Einkaufszentren, Krankenhäusern und Hotels.
Das Hauptziel von Klimaanlagen besteht darin, die Temperatur, die Feuchtigkeit und die Luftqualität in einer bestimmten Umgebung zu regulieren. Diese Systeme spielen in den verschiedenen Jahreszeiten eine wichtige Rolle, da sie in warmen Perioden für Kühlung und in kalten Perioden für Heizung sorgen. Mit Hilfe eines Filtersystems, das Partikel, Allergene und andere Verunreinigungen abfängt, tragen Klimaanlagen auch zur Verbesserung der Raumluftqualität bei.

Es gibt hauptsächlich zwei Arten von Klimaanlagen: solche für Kühlung und solche für Heizung. Klimaanlagen zur Kühlung entfernen die Wärme aus der Innenluft, indem sie Kältemittel verwenden, um die Wärme aus der Luft aufzunehmen und durch einen Kompressions- und Expansionszyklus abzuleiten. Andererseits liefern Klimaanlagen zur Heizung Wärme in den Innenraum während kalter Perioden, indem sie verschiedene Energiequellen wie Erdgas und Elektrizität nutzen.

Analyse der Komponenten von Klimaanlagen

Lassen Sie uns nun die Schlüsselkomponenten dieser fortschrittlichen Systeme im Detail betrachten, wobei ihre wesentliche Rolle für den ordnungsgemäßen Betrieb des Systems berücksichtigt wird.

Kühlgeräte

Das Kühlgerät bildet den technologischen Kern von Klimaanlagen. Bestehend aus Elementen wie Kompressor, Verdampfer, Kondensator und Expansionsventil, arbeitet dieser entscheidende Teil des Systems zusammen, um das Kältemittel zu manipulieren und die Innentemperatur zu regeln. Der Kompressor spielt dabei eine Schlüsselrolle, indem er das Kältemittel komprimiert und seine Temperatur und seinen Druck erhöht. Der Verdampfer nimmt dann die Wärme aus der Innenluft auf, wodurch das Kältemittel von flüssig zu gasförmig umgewandelt wird. Der Kondensator gibt die Wärme an die Außenluft ab und kondensiert das Kältemittel wieder zu Flüssigkeit. Schließlich reduziert das Expansionsventil die Temperatur und den Druck des Kältemittels, um den Zyklus abzuschließen.

Lüfter

Die Lüfter, die für den Betrieb von Klimaanlagen unerlässlich sind, lassen sich in zwei Hauptkategorien unterteilen: die des Kühlgeräts und die der Luft. Die ersten schieben die Luft durch den Verdampfer und den Kondensator, während die letzten die konditionierte Luft in den Räumen verteilen. Diese Kombination gewährleistet eine ordnungsgemäße Luftzirkulation und trägt zur Gesamteffizienz des Systems bei.

Kanalsystem

Luftkanäle, die aus einem Netz von Rohren bestehen, sind das Lufttransportsystem zwischen dem Kühlgerät und den zu klimatisierenden Räumen. Sie bestehen aus Metall oder flexiblen Materialien und sind mit Entlüftungs- und Regelungsöffnungen zur Steuerung der Luftrichtung und des Luftstroms ausgestattet. Eine oft übersehene, aber für die Gesamtwirksamkeit des Systems entscheidende Komponente.

Thermostat

Der Thermostat, das Herzstück der Steuerung, ermöglicht die Einstellung der gewünschten Temperatur. Der Thermostat kann so programmiert werden, dass er bestimmte Werte aufrechterhält. Darüber hinaus steuert er auch Parameter wie die Ventilatorgeschwindigkeit und die Betriebsmodi des Systems und gewährleistet so eine umfassende und individuelle Steuerung des Systems.

Luftfilter

Entscheidend zur Verbesserung der Innenraumluftqualität, entfernen Luftfilter Partikel, Staub, Allergene und andere Verunreinigungen. Neben dem Schutz des Systems vor Schmutz und Ablagerungen tragen diese Filter zu einem gesünderen Innenraumklima bei.

Funktionsdiagramm einer Klimaanlage

Funktionsdiagramm einer Klimaanlage

Wie funktionieren Klimaanlagen?

Klimaanlagen funktionieren mit Hilfe von thermodynamischen Prinzipien und Kältekreisläufen, um Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Luftqualität in einem Raum zu regeln. Im Folgenden eine ausführliche Erklärung des grundlegenden Betriebs einer Klimaanlage.

Kühlung der Luft:

  1. Komprimierung des Kältemittels: Der Zyklus beginnt mit dem Kompressor, der das Kältemittel komprimiert, seine Temperatur und seinen Druck erhöht.
  2. Kondensation des Kältemittels: Das Kältemittel mit hohem Druck und hoher Temperatur durchläuft den Kondensator, wo es Wärme an die Außenluft abgibt und sich in Flüssigkeit kondensiert.
  3. Expansion des Kältemittels: Das flüssige Kältemittel mit niedrigem Druck und niedriger Temperatur durchläuft ein Expansionsventil, dehnt sich schnell aus und senkt die Temperatur weiter.
  4. Kühlung der Innenluft: Das Kältemittel mit niedrigem Druck und niedriger Temperatur gelangt in den Verdampfer, wo es Wärme aus der Innenluft aufnimmt, sich von flüssig zu gasförmig umwandelt und die Innenluft kühlt und entfeuchtet.
  5. Luftverteilung: Die gekühlte Luft wird durch die Kanäle und Lüfter in die Räume verteilt.

Zusätzliche Funktionen:

  • Heizung: Für die Heizfunktion wird der Kältekreislauf mit einer Wärmepumpe oder einem separaten Heizsystem umgekehrt.
  • Feuchtigkeitsregelung: Klimaanlagen können Entfeuchter verwenden, um überschüssige Feuchtigkeit zu entfernen, oder Befeuchter, um trockener Luft Feuchtigkeit zuzufügen.

Systemsteuerung:

Das gesamte System wird von einem Thermostat oder einem Steuersystem gesteuert, das die gewünschte Temperatur, Luftfeuchtigkeit und andere Parameter überwacht und reguliert, um Komfort und Energieeffizienz zu gewährleisten.

Arten von Klimaanlagen

Klimaanlagen können als Mono-Split und Multi-Split eingestuft werden, wobei erhebliche Unterschiede in ihrer Struktur und Nützlichkeit bestehen.
Bei Mono-Split ist eine einzelne Inneneinheit mit einer Außeneinheit verbunden und eignet sich zur Kühlung oder Heizung eines einzelnen Raums. Diese Inneneinheit kann verschiedene Arten wie Wand-, Decken- oder Bodeneinheiten haben.

Das Multi-Split-System ermöglicht dagegen die Verbindung mehrerer Inneneinheiten mit einer einzigen Außeneinheit. Diese Flexibilität ermöglicht die Klimatisierung verschiedener Räume oder Bereiche gleichzeitig, wobei jede Inneneinheit unabhängig steuerbar ist.

Die Wahl zwischen Mono-Split und Multi-Split hängt von den spezifischen Anforderungen des Benutzers ab: Ersteres eignet sich ideal für einzelne Räume, während letzteres eine Lösung bietet, um verschiedene Bereiche zu klimatisieren, wobei eine individuelle Steuerung gewährleistet ist.

Wie wählt und dimensioniert man eine Klimaanlage aus?

Die Auswahl der richtigen Klimaanlage erfordert eine sorgfältige Bewertung verschiedener Faktoren:

  1. Raumgröße: Die Größe des Raumes beeinflusst die erforderliche Leistung der Anlage. Größere Räume erfordern leistungsstärkere Systeme, um eine gleichmäßige Verteilung der Klimaanlage zu gewährleisten;
  2. Wärmebelastung: Eine genaue Berechnung der Wärmebelastung ist entscheidend, um den erforderlichen Kühl- oder Heizbedarf zu bestimmen. Faktoren wie Wärmedämmung, Sonneneinstrahlung und Anzahl der Personen beeinflussen die Wärmebelastung;
  3. Energieeffizienz: Energieeffizienz: Um die Energiekosten langfristig zu senken, ist es wichtig, die Energieeffizienz der Anlage zu berücksichtigen. Man sollte den Energieeffizienz oder die Leistungszahl prüfen, um einen optimalen Energieverbrauch zu gewährleisten;
  4. Arten von Anlagen: Bewertung der verschiedenen Systemtypen, wie z. B. zentralisierte, autonome oder Wärmepumpen-Systeme. Analyse der Vor- und Nachteile je nach den spezifischen Anforderungen der Umgebung;
  5. Wartung und Instandhaltung: Die Überprüfung des Kundendienstes und der Verfügbarkeit von Ersatzteilen ist für einen dauerhaften ordnungsgemäßen Betrieb unerlässlich. Man sollte sie vergewissern, dass der Lieferant angemessene Wartungsdienste anbietet;
  6. Budget: Es sollte ein umfassendes Budget festgelegt werden, das die anfänglichen, betrieblichen Kosten (wie Energie und Wartung) und die Lebensdauer der Anlage berücksichtigt.

Verwendung einer BIM-Software zur Planung von TGA-Anlagen

Nun sehen wir, warum es sinnvoll ist, eine BIM-Software für die Planung von TGA-Anlagen zu verwenden. Solche Anwendungen bieten Ihnen in Echtzeit eine klare Sicht auf alle Komponenten der Anlage, eine präzisere Zeichnung und eine größere Vorhersagefähigkeit.
Mit einer TGA-Software planen Sie Ihre Anlagen direkt im 3D-Architekturmodell, behalten die Positionierung jedes Elements immer im Blick und verhindern Probleme und Interferenzen auf der Baustelle.

 

 

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