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Für die Curved Air-CD siehe Klimaanlage (gekrümmte Luft)
Klimaanlage, Klimakontrolle, Luftbehandlung oder Luft kontrolle reguliert die Luft in Innenräumen, wie z Gebäude, Wagen oder Zug. Andere Namen sind Klimaanlage, Luftregler, Klimaanlage, Klimakontrolle und Komfortkühlung. Das allgemeine Verbrauchergerät, wie es in Fahrzeugen verwendet wird, ist normalerweise Klimaanlage oder Klimaanlage erwähnt; Abkürzung Klimaanlage. Bei Geräten oder Anlagen für Unternehmen oder große Gebäude gelten die Bedingungen Klimakontrolle (vor allem in der Landwirtschaft), Klimaanlage, Luftregler oder auch Klimaanlage benutzt.
Das Gerät oder die Installation ermöglicht die Temperatur und Feuchtigkeit auf einem angenehmen Niveau gehalten werden, während es draußen unangenehm heiß oder kalt ist. Die Luft kann auch durch den Einsatz eines Filtersystems gereinigt werden.
Geschichte
1902 erfand der junge amerikanische Ingenieur Willis Träger ein System zur Temperaturregelung in einer Druckerei. 1924 wurde der erste Kinosaal, das Rivoli in New York, mit einer Luftkühlung ausgestattet. Der Umsatz des Kinos stieg spektakulär. 5 Jahre später hatten 300 Kinos in den Vereinigten Staaten eine Luftkühlung. Im 19. Jahrhundert wurden bereits Systeme entwickelt, jedoch ohne großen Erfolg, weil zu viel Eis benötigt wurde.[1]
Luftbehandlungsgeräte
Klimatisierung kann auf folgende Weise funktionieren: mit einer Wärmepumpe oder durch (indirekte) Verdunstung von Wasser.
Betrieb der Klimaanlage mit Wärmepumpe
EIN Wärmepumpe ist ein geschlossener Kreislauf eines flüssigen Kältemittels mit einem niedrigen Siedepunkt, beispielsweise freon. Dieses Kältemittel verdampft im Verdampfer und kondensiert wieder flüssig im Kondensator. Das Wärme wird netto vom Verdampfer zum Verflüssiger transportiert, gegen das vorhandene Temperaturgefälle.
Zum Verdampfer geht immer ein dickes und ein dünnes Rohr. Im dicksten Rohr fließt gasförmiges (verdampftes) Kältemittel; im dünnen Rohr aus flüssigem Kältemittel bei einer Temperatur ungefähr gleich der Außentemperatur. Dieses Kältemittel wird zur belüfteten Kühlschlange im Innengerät gepumpt: dem Verdampfer. Direkt vor dem Verdampfer befindet sich ein Expansionssystem (kapillar oder Expansionsventil), wodurch die Flüssigkeit bei Verdampfungstemperatur auf einen niedrigeren Druck entweichen kann. Die Flüssigkeit beginnt zu verdampfen und nimmt dabei Wärme aus dem zu kühlenden Raum auf. Mit einer Klimaanlage beträgt die Temperatur hier etwa 0 °C. Bei einer Klimaanlage wird ein Unterschied von ca. 20° C genommen, bei Kühlzellen sind es 7-10°.
Bei modernen Klimaanlagen ist die Kapillare fast immer im Außengerät integriert. Dies liegt daran, dass ein Geräusch erzeugt wird, wenn das Kältemittel von hohem zu niedrigem Druck eingespritzt wird. Wenn die Kapillare im Innengerät eingebaut ist, ist dieses Injektionsgeräusch unangenehm und hörbar. Durch das Röhrchen fließt dann unverdampfte Flüssigkeit mit Verdampfungstemperatur.
Da dieses Kältemittel eine niedrigere Verdampfungstemperatur hat als die Umgebung, nimmt das Kältemittel die Wärme auf und verdampft daher. Diese Wärmeenergie wird vom Kältemittel aufgenommen. Mit anderen Worten: Wärme aus dem Raum wird auf das Kältemittel übertragen. Das flüssige Kältemittel verdampft vollständig und wird sogar leicht überhitzt, um Flüssigkeitsschläge im Kompressor zu vermeiden. Der Kompressor einer Klimaanlage kann keine Flüssigkeit pumpen, sondern nur Gas. Dies kommt der Effizienz des Systems nicht zugute.Um einen Kompressor so effektiv wie möglich zu machen, ist der schädliche Raum eines Kompressors sehr klein, damit eine maximale Gasmenge gepumpt werden kann. Das gasförmige Kältemittel wird dabei auf einen höheren Druck und eine höhere Temperatur verdichtet und dem Verflüssiger zugeführt. Die Temperatur dieser Gase liegt teilweise 50° über der Außentemperatur. Die Temperatur, bei der die Kondensation stattfindet, wird als Kondensationstemperatur bezeichnet. Um die Wärmeübertragung an die Außenumgebung zu erleichtern, a Ventilator angewendet.
Außerhalb des zu kühlenden Raumes gibt dieses Gas seine entzogene Wärme an den Verflüssiger zurück und kondensiert wieder flüssig Der Verdichter ist die treibende Kraft im gesamten Prozess, indem er das gasförmige Kältemittel verdrängt. Eine Sonderausführung ist der sogenannte Inverter-Kompressor. Dieser ist durch seine Drehzahlregelung wesentlich komfortabler bei der Regelung der Raumtemperatur und zudem über 30 % energieeffizienter als ein On-Off-Kompressor. Carnot-Zyklus, mit Ausnahme der Verdampferdrosselklappe.
Betrieb als Wasserverdampfer
Wenn Wasser verdunstet, erhöht es die Luftfeuchtigkeit und die Verdunstungsenergie wird der Luft entzogen, wodurch die Temperatur gesenkt wird. Dies wird als adiabatische Kühlung bezeichnet. Wird dem Nutzraum die feuchte, gekühlte Luft zugeführt, spricht man von einer direkten adiabatischen Kühlung.
Die feuchte gekühlte Luft kann auch zum Kühlen eines zweiten, separaten Luftstroms verwendet werden. Diese Technik wird indirekte Verdunstungskühlung genannt. Hierdurch wird die Temperatur des zweiten Luftstroms mittels des ersten Luftstroms abgesenkt. Der zweite Luftstrom wird dem Benutzerraum zugeführt. Die absolute Luftfeuchtigkeit des zweiten Luftstroms ist niedriger als bei direkter adiabatischer Kühlung, was einen höheren Komfort bietet.
Diese Klimaanlage hat den großen Vorteil, dass Energie nur für den Ventilator benötigt wird, der die Luft in den Konsumraum pumpt, was oft schon erfolgt (mechanische Lüftung). Auch die zugeführte Luft ist Frischluft (bei Klimaanlagen mit Wärmepumpe wird oft nur die Raumluft gekühlt und entfeuchtet, umgepumpt, aber nicht aufgefrischt). Außerdem wird etwas Wasser zum Verdunsten benötigt.Der Nachteil dieses Klimageräts ist, dass die erreichbare Temperaturabsenkung von der Luftfeuchtigkeit im Freien abhängt und es nicht als Luftentfeuchter verwendet werden kann.[2]
Zum Trocknen
Hohe Temperaturen werden bei gleichzeitig hoher Luftfeuchtigkeit weniger gut vertragen. Die Reduzierung der Luftfeuchtigkeit trägt dann bereits dazu bei, hohe Temperaturen vertragen zu können. Dies kann zum Beispiel durch Desikkation, d.h. den Einsatz von Trockenmittel.
Anwendungen
Neben der Kühlung kann eine mit einem Vierwegeventil ausgestattete Klimaanlage auch durch Umkehren des oben beschriebenen Prozesses heizen. Viele Klimaanlagen sind auch mit zusätzlichen Funktionen ausgestattet: Kühlung (und automatische Entfeuchtung); heizung (wenn das Gerät mit einem Vierwegeventil ausgestattet ist); nur entfeuchten; einfach lüften. Auch bei mäßigem Frost ist eine Beheizung möglich.
In vielen wärmeren Regionen der Erde ermöglicht die Klimaanlage die Einhaltung eines nordeuropäischen Tagesrhythmus. Ohne diese Systeme gäbe es z.B. in dem Golfstaaten Im Sommer ist im Nahen Osten nicht viel möglich.
Art der Klimaanlagen
Es gibt verschiedene Arten von Klimaanlagen. Die gebräuchlichste Klimaanlage ist die Split-Unit-Klimaanlage. Dieser verfügt über eine separate Einheit an der Außenseite der Fassade, in der das Kühlmittel kühlt. Darüber hinaus wird die mobile Klimatisierung immer häufiger. Es vereint alle Teile zu einer beweglichen Einheit. Die Feuchtigkeit wird über einen dünneren Schlauch abgeleitet und in einer Kondenswasserwanne gesammelt und/oder warme feuchte Luft wird über einen dickeren Luftschlauch abgeführt, der durch das Fenster oder semi-permanent über eine feste Öffnung in einer Holzaußenwand oder -wand abgehängt werden kann. Ein neuer Typ, der sich abzeichnet, ist die Stand-alone-Klimaanlage. Hierbei handelt es sich um ein geschlossenes System, bei dem beide Einzelgeräte der Klimaanlage in einem Innengerät zusammengefasst sind. Einige Arten von Klimaanlagen sind: Deckenmodell, Fenstermodell, mobile Klimaanlage und Kassettenmodell.
Nachteile
Die Kühlung mit Klimaanlagen hat auch Nachteile. Der Prozess verbraucht viel Energie, und obwohl diese Energie benötigt wird, wenn die Sonne die meiste Energie liefert, wird diese Sonnenenergie kaum genutzt.[Quelle?] Außerdem erfordert die Klimaanlage, dass Gebäude gut geschlossen gehalten werden, da sonst die gewonnene Kühle durch die Vermischung mit der warmen Außenluft wieder verloren geht. Vergleichbare Verluste treten auch bei einer mobilen Klimaanlage auf, die die Wärme über einen Luftschlauch nach außen abführt; unvermeidlich wird (warme) Außenluft von anderer Stelle angesaugt.
Eine Klimaanlage (vor allem, wenn sie schlecht gewartet wird, zum Beispiel indem der Luftfilter nie oder nur selten gereinigt wird) kann zu allen möglichen Krankheiten und Allergien (den sogenannten Sick-Building-Syndrom).
Eine Differenz von mehr als vier bis sechs Grad kann unser Körper nicht aufnehmen. Es ist daher ratsam, die Innentemperatur nicht mehr als 4-6 °C unter der Außentemperatur zu halten. Drinnen fühlt es sich noch frischer an, wenn man von außen reinkommt, zumal man nicht von der direkten Erwärmung der Sonne und dem „Druck“- oder „Heißgefühl“ der feuchtwarmen Außenluft gestört wird (weniger als die idealen 45-60%) verringert die Resistenz und gibt Bakterien und Viren die Chance, sich zu vermehren.
Zug
Züge mit Klimaanlage sind im Durchschnitt (über das ganze Jahr gemessen) energieeffizienter als Züge ohne Klimaanlage.[Quelle?] Da sich die Fenster nicht mehr öffnen lassen, ist die Zugoberfläche glatter und stromlinienförmiger. Dadurch ist der Luftwiderstand geringer und es wird weniger Energie für den Antrieb benötigt. Durch den Einsatz von nicht zu öffnenden Fenstern ist der Zug zudem besser isoliert, sodass im Winter weniger Energie zum Heizen des Zuges benötigt wird. Darüber hinaus kann der Turbinenwirkungsgrad um Entropieverlust der Klimaanlage über einen Generator in kinetische Energie die dann verwendet wird, um den Zug anzutreiben VIRMTriebzüge (neue Generation von Doppelstockzügen) und die modernisierten ICRm-Wagen und ICMm-Züge der NS sind klimatisiert oder GTWs von Ankunft. Bei der NMBS habe den I11- und M6-Reisebusse (neue Generation von Doppeldeckerbussen) Klimaanlage. Auch der AM96-, das MW41- und einige I10- und I6-Autos mit Klimaanlage ausgestattet.
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