PROJEKTIERUNGS- UND INSTALLATIONSHANDBUCH

Transkript

1 PROJEKTIERUNGS- UND INSTALLATIONSHANDBUCH KLIMAGERÄTE UND VORGEFÜLLTE KÄLTEMITTELLEITUNGEN Single-Split-Ramklimagerät mit Invertertechnik Vorgefüllte Kältemittelleitungen zur Schnellmontage Ausgabe 07/2008

2 Dimplex Vertriebsrepräsentanten Soodt Brandhuber Schlagenhaufer Veith Potthoff Gräfing Niklaus Oehler Müller Michel Voß Schmahl Goldschmidt Kocman Schlothauer Steinmüller Riepel Schmitz Hagen Marzinski Mudra Maidl Glawe Wirth Vertriebsbüro Österreich Niklaus, Heinz-Peter Ahornweg 1a Netphen-Deuz Tel / Fax / Mobil / heinz.peter.niklaus Oehler, Thomas Römerstr Kehl-Goldscheuer Tel / Fax / Mobil / thomas.oehler Potthoff, Florian In der Feldmark Warendorf Tel / Fax / Mobil / florian.potthoff Schlagenhaufer, Martin In der Stehle Kasbach-Ohlenberg Tel / Fax / Mobil / martin.schlagenhaufer Schlothauer, Wolfgang Am Gustav-Freytag-Park Gotha Tel / Fax / Mobil / wolfgang.schlothauer Schmahl, Thorsten Kiefernweg Bad Fallingbostel Tel / Fax / Mobil / thorsten.schmahl Schmitz, Michael Amselstieg Dodendorf Tel / Fax / Mobil / michael.schmitz Soodt, Wilhelm Moselstraße Düsseldorf Tel / Fax / Mobil / wilhelm.soodt Steinmüller, Helmut Grünewaldstr Rottendorf Postfach Rottendorf Tel / Fax / Mobil / helmut.steinmueller Veith, Axel Am Petersberg Zweibrücken Postfach Zweibrücken Tel / Fax / Mobil 01 72/ axel.veith Voß, Uwe Fichtenhain Henstedt-Ulzburg Tel / Fax / Mobil / uwe.voss Wirth, Wolfgang Forster Str Forst Tel / Fax / Mobil / wolfgang.wirth Brandhuber, Alois Friesenhamerstr. 14a Heldenstein Tel / Fax / Mobil / alois.brandhuber Österreich Glawe, Bernd Am Erlengrund Königswusterhausen/OT Zesen Tel / Fax / Mobil / bernd.glawe Maidl, Hans Reichstorf Eichendorf Tel / Fax / Mobil / hans.maidl Riepel, Jörg Kolpingstr Abenberg Tel / Fax / Mobil / joerg.riepel Vertriebsbüro Österreich Hauptstraße 71 A-5302 Henndorf am Wallersee Tel. +43 / (0) Fax +43 / (0) Mobil +43 / info@dimplex.at Goldschmidt, Hans Joachim Bernsteinstr Stuttgart Tel / Fax / Mobil / hansjoachim.goldschmidt Marzinski, Manfred Birkenallee Graal-Müritz Tel / Fax / Mobil / manfred.marzinski Gräfing, Uwe Am Großen Kamp 2a Edewecht Tel / Fax / Mobil / uwe.graefing Hagen, Ulrich Hirschtränk Aichach-Untermauerbach Tel / Fax / Mobil / ulrich.hagen Kocman, Wolfgang Gartenstr Deggingen Tel / Fax / Mobil / wolfgang.kocman Michel, Uwe Königsberger Str Nordheim Tel / Fax / Mobil / uwe.michel Mudra, Steffen Siedlerstr Käbschütztal, OT Löthain Tel / Fax / Mobil 01 60/ steffen.mudra Müller, Martin Heidestr Boppard Tel / Fax / Mobil / martin.mueller Dimplex Spezialisten Wärmepumpen-Systemtechnik Fix, Hartmut Zweite Kolonie Burg-Spreewald Tel / Fax / Mobil / hartmut.fix Meyer, Andreas Zum Schwalbennest Herzogenaurach Tel / Fax / Mobil / andreas.meyer Dimplex Spezialist Fußboden-Heizsysteme Ansprechpartner Heizungs-/Sanitär-Großhandel Hottendorf, Claus-Stephan Lisbeth-Bruhn-Str Hamburg Tel / Fax 0 40 / Mobil / claus-stephan.hottendorf ADM 07/08

3 Inhaltsverzeichnis 1 Inhaltsverzeichnis 1 Inhaltsverzeichnis Gerätevarianten Single-Split Raumklimagerät mit Invertertechnik KSS xx08 AIV Ausstattung Technische Daten Display am Raumteil Kälteplan Energieeffizienz Stromlaufplan KSS 2508 AIV Stromlaufplan KSS 3508 AIV Stromlaufplan KSS 4508 AIV Grundlagen Wohlfühlklima Behaglichkeit Das Wärmeverhalten des Menschen Raumtemperatur Feuchtegehalt der Raumluft Luftbewegung im Raum Geräusche Das Funktionsprinzip der Raumklimageräte Was bewirken Raumklimageräte? Argumente für die Raumklimatisierung Kühlen Offener Kältekreislauf Geschlossener Kältekreislauf Geräte-Kühlleistung Heizen mittels Wärmepumpenschaltung Energielabeling Überschlägige Kühllast-Ermittlung für Einzelräume Begriffe und Bezeichnungen Planung und Installation Planungsgrundlagen Installation und Inbetriebnahme Montage des Raum- und Außenteils Mindestabstände in mm von Raumteil und Außenteil Kondensat Kondensatpumpe Kältemittelseitige Installation Montage der Splitleitung am Außenteil Bestimmungen und Normen Allgemeine Bestimmungen und Normen Elektrische Bestimmungen und Normen Kältemittelseitige Bestimmungen und Normen Mollier h-x-diagramm für feuchte Luft Grafiken Heizen / Kühlen

4 Gerätevarianten 2 Gerätevarianten 2.1 Single-Split Raumklimagerät mit Invertertechnik KSS xx08 AIV Ausstattung Leichte und schnelle Installation ohne Umgang mit Kältemittel durch vorgefüllte Kältemittelleitungen mit Schnellkupplungen Invertertechnik dadurch besonders geräuscharmer Betrieb integrierte Ganzjahresregelung (Einsatzgrenze Kühlen bis -10 C) Energieeffizienzklasse A (KSS 2508 AIV), B (KSS 3508 AIV) bzw. C (KSS 4508 AIV) Betriebsmodi: Kühlen, Heizen, Entfeuchten und Lüftung Mikroprozessorsteuerung Heizbetrieb für die Übergangsheizung mittels Wärmepumpenschaltung Oszillierender Luftaustritt ein- / ausschaltbar Drei Ventilationsstufen mit Automatikbetrieb Auto-Restart-Funktion bei Spannungsabfall Infrarot Fernbedienung Timerfunktion Technische Daten Split-Klimageräte Raumteil Außenteil KSS 2508 AIV KSS 2508 AIV I KSS 2508 AIV A KSS 3508 AIV KSS 3508 AIV I KSS 3508 AIV A KSS 4508 AIV KSS 4508 AIV I KSS 4508 AIV A Kühlleistung / Heizleistung 1) kw 2,50 / 2,70 3,50 / 3,85 4,50 / 6,00 Luftvolumen Innenteil m³/h Anschluss-Spannung 1/N/PE 230 V Nennaufnahme bei Kühlbetrieb / Heizbetrieb kw 0,73 / 0,85 1,16 / 1,27 1,58 / 2,05 Schallleistungspegel Außenteil / Raumteil (ca.) db(a) 53 / / / 45 Kältemittel R 410A Nettogewicht Außenteil / Raumteil kg 40 / 8,5 45 / / 20 Abmessungen Außenteil (B x H x T) mm 830 x 540 x x 540 x x 685 x 384 Abmessungen Raumteil (B x H x T) mm 770 x 250 x x 285 x x 319 x 234 Kondensatschlauchverlängerung Raumteil Benötigter Schlauch-Innendurchmesser mm 17 Höhendifferenz Raumteil Außenteil maximal m 10 Kältemittelleitungslänge maximal m 20 Temperaturbereich Kühlen Raumteil (einstellbarer Bereich) Obere Einsatzgrenze +33 C / Untere Einsatzgrenze +18 C Außenteil (Festwertbedingungen) Obere Einsatzgrenze +43 C / Untere Einsatzgrenze -10 C Temperaturbereich Heizen Raumteil (einstellbarer Bereich) Obere Einsatzgrenze +30 C / Untere Einsatzgrenze +16 C Außenteil (Festwertbedingungen) Obere Einsatzgrenze +43 C / Untere Einsatzgrenze -15 C Länge Steckerleitung Raumteil m 1,5 Energieeffizienzklasse Kühlen A B C Energieeffizienzgröße (Kühlen/Heizen) 3,42 / 2,64 3,02 / 2,73 2,93 / 2,85 4

5 Gerätevarianten Sonderzubehör Kältemittelleitung bestehend aus einer mit Kältemittel vorgefüllten, isolierten Saug- und Druckleitung mit Kupplung und elektrischer Verbindungsleitung. Kältemittelleitungen vorgefüllt, Länge 2 m KMSL AIV Montagezubehör Wandkonsole bestehend aus 2 Stück Konsolen mit Dämpfungselementen für Wandbefestigung Außenteil Wandkonsole WKS 357 Zubehör Kondensatpumpe bestehend aus Schwimmerschalter und separater Pumpe Kondensatpumpe KSI Display am Raumteil Im Display des Raumteiles werden unterschiedliche Informationen angezeigt. Mittels Symbolen wird die aktuelle Betriebsweise des Gerätes angezeigt. Mittig erscheint die momentane Umgebungstemperatur. Wird die Solltemperatur geändert, wird die dann eingestellte Temperatur kurzzeitig blinkend angezeigt danach wechselt die Anzeige wieder auf die Ist-Temperatur. Anzeige Heizbetrieb Anzeige Kühlbetrieb Anzeige Ist-Temperatur bzw. blinkend Anzeige Soll-Temperatur Anzeige AN / AUS Anzeige Entfeuchtung 2.2 Kälteplan 5

6 Gerätevarianten 2.3 Energieeffizienz Energie Raumklimagerät Hersteller Dimplex Dimplex Dimplex Außengerät KSS 2508 AIV A KSS 3508 AIV A KSS 4508 AIV A Innengerät KSS 2508 AIV I KSS 3508 AIV I KSS 4508 AIV I Niedriger Verbrauch C A B C Hoher Verbrauch Jährlicher Energieverbrauch, kwh im Kühlbetrieb (Der tatsächliche Verbrauch hängt von der Verwendung des Gerätes sowie der Kühlbedingungen ab) Kühlleistung kw 2,50 3,50 4,50 Energieeffizienzgröße bei Volllast (je höher desto besser) 3,42 3,02 2,93 Typ Nur Kühlfunktion ja ja ja Kühlfunktion/Heizfunktion ja ja ja Luftkühlung ja ja ja Wasserkühlung Heizleistung kw 2,70 3,85 6,00 Energieeffizienzklasse E E D der Heizfunktion (A: Niedriger Verbrauch G: Hoher Verbrauch) Geräusch db(a) re 1 pw Ein Datenblatt mit weiteren Geräteangaben ist in den Prospekten enthalten Norm EN Raumklimagerät Richtlinie Energieetikettierung 2002/31/EG Datenangaben für KSS 2508 AIV Datenangaben für KSS 3508 AIV Datenangaben für KSS 4508 AIV 6

7 Gerätevarianten 2.4 Stromlaufplan KSS 2508 AIV Raumteil Außenteil 7

8 Gerätevarianten 2.5 Stromlaufplan KSS 3508 AIV Raumteil Außenteil 8

9 Gerätevarianten 2.6 Stromlaufplan KSS 4508 AIV Außenteil Raumteil 9

10 Grundlagen 3 Grundlagen 3.1 Wohlfühlklima Es gibt einen Bereich, in dem sich der Mensch am Wohlsten fühlt, und in dem er die höchste psychische und physische Leistungsfähigkeit erreicht, den sogenannten Behaglichkeitsbereich. Nahezu jeder anderen Klimasituation kann sich der Mensch anpassen (akklimatisieren). Das Raumklima wird durch folgende Faktoren beeinflusst: Luftfeuchtigkeit Umgebungstemperatur Luftbewegung Raumtemperatur Reinheit der Luft Der wohl wichtigste Faktor dabei ist die Luftfeuchtigkeit. Bei einem Wert von mehr als 60-70% und einer Umgebungstemperatur von ca. 25 C wird die Luft als schwül und drückend empfunden. Der Körper sondert mehr Schweiß ab, um sich vor dem Überhitzen zu schützen. Die natürliche Wärmeabgabe des Körpers ist nicht mehr ausreichend. Gleichzeitig behindert die hohe Luftfeuchtigkeit das Verdampfen des Schweißes und mindert die Konvektion. Bei diesen Bedingungen lässt die Leistungsfähigkeit des Menschen erheblich nach. Daher kann man mit wenigen Schlagworten schon gute Überzeugungsarbeit für den Einsatz von Klimageräten leisten: Verbesserung der Arbeitsbedingungen höhere Leistungsfähigkeit (siehe Abb. 3.a) angenehmere Verkaufsatmosphäre angenehme Umgebungstemperatur geringere Schmutzbelastung in der Luft meist höhere Betriebssicherheit von Maschinen und Geräten bessere Lagerbedingungen für Waren aller Art Leistungsfähigkeit des Menschen Leistung in % Effektivtemperatur ( C) Abb. 3.a Leistungsfähigkeit des Menschen 10

11 Grundlagen 3.2 Behaglichkeit Das Wärmeverhalten des Menschen Zur Aufrechterhaltung seiner Körperfunktion erzeugt der Mensch Wärme. Diese wird durch Verbrennung der aufgenommenen Nahrung mit eingeatmetem Sauerstoff produziert. Je höher die Leistung des menschlichen Körpers, desto größer ist auch die abgeführte Wärmemenge. Abb. 3.b zeigt die ungefähre Wärmeabgabe in Abhängigkeit von der ausgeübten Tätigkeit des Menschen. Bei der Verrichtung leichter Büroarbeiten hat ein Mensch durchschnittlicher Belastbarkeit und Größe eine mittlere Wärmeabgabe von ca. 120 Watt, bei leichten Haus- und Büroarbeiten oder leichten Werkbankarbeiten von ca. 150 Watt. Bei mittelschwerer und schwerer Arbeit kann diese Wärmeabgabe bis auf über 200 Watt steigen kann. Aktivitätsgrad I 3) II III Tätigkeit Beispiele Statische Tätigkeit im Sitzen wie Lesen und Schreiben Leichte Arbeit im Sitzen oder Stehen, Labortätigkeit, Maschinenschreiben Leichte körperliche Tätigkeit Gesamtwärmeabgabe 1),2) je Person (Anhaltswerte) ca. 120 W ca. 150 W ca. 190 W IV Mittelschwere bis schwere körperliche Tätigkeit Abb. 3.b Wärmeabgabe je Person (DIN ) Raumtemperatur Es gibt keine feste Raumtemperatur z.b. 20 C, bei der sich ein Mensch am behaglichsten fühlt. Die Behaglichkeit ist abhängig von einer großen Anzahl anderer Faktoren, insbesondere von der mittleren Temperatur der raumumschließenden Flächen einschließlich Heizflächen, sowie Kleidung und Tätigkeit. Man muss derartige Temperaturdaten immer auf bestimmte mittlere Verhältnisse beziehen. Die behagliche Raumlufttemperatur ist stark abhängig von der Außentemperatur. In Abb. 3.c ist der Bereich der behaglichen Raumlufttemperatur dargestellt. In der Regel sollten beim Kühlen die Raumtemperaturen nur ca. 3 bis 6 C unter der Außentemperatur liegen, da es sonst zu einem "Kälteschock" beim Wechsel vom warmen Außenbereich in gekühlte Innenräume kommen kann. Die außentemperaturabhängige Erhöhung der maximal zulässigen Raumtemperatur führt zu deutlich niedrigeren Spitzenleistungen. über 270 W Raumtemperatur in C Bereich behagliche Raumtemperatur Außentemperatur in C Abb. 3.c Bereich "behagliche Raumtemperatur" 1) 2) 3) Gesamtwärmeabgabe durch Strahlung, Leitung, Verdunstung und Konvektion bei einer Raumtemperatur von 22 C (siehe VDI 2078) 1 metabolische Einheit des Ruheenergiezustandes in sitzender Position: 1 met = 58 W/m² Körperoberfläche, wobei für eine Person etwa 1,7m² zugrunde gelegt werden. Die Aktivitätsstufe I entspricht 2,1 met. 11

12 Grundlagen Feuchtegehalt der Raumluft Die Luftfeuchtigkeit wird vom Menschen nicht direkt 100 empfunden. Entsprechend fühlt er sich in dem weiten Bereich zwischen etwa 35% und 70% relativer 90 Feuchtigkeit behaglich, wobei die relative Luftfeuchte 65% nicht überschreiten soll. Abb. 3.d gibt in 80 Abhängigkeit von der Raumlufttemperatur an, welche relativen Feuchtigkeitswerte als behaglich emp funden werden. Bei niedrigen Raumlufttemperaturen sind höhere 50 Feuchtigkeitswerte zulässig, da dann weniger 40 Feuchtigkeit auf der Körperoberfläche verdunstet und somit keine zusätzliche Wärmeabgabe erfolgt. 30 Bei hohen Raumlufttemperaturen hingegen ist diese zusätzliche Wärmeabgabe des Körpers er- 20 wünscht, deshalb können in diesem Falle niedrigere 10 Feuchtigkeitswerte zugelassen werden. 0 relative Raumluftfeuchte [%] behaglic h noch unbehaglich trocken Raumlufttemperatur t [ C] unbehaglich Abb. 3.d Behaglichkeit in Abhängigkeit der relativen Raumluftfeuchte und Raumlufttemperatur Luftbewegung im Raum Auch die Luftbewegung hat Einfluss auf das Behaglichkeitsgefühl des Menschen. Zu hohe Luftgeschwindigkeiten machen sich durch Zugerscheinungen bemerkbar. Diese sind bei zu großem Temperaturunterschied zwischen der eingeblasenen Zuluft und der Körpertemperatur besonders unangenehm, weil dadurch am Körper ein größerer Wärmeaustausch auftritt. Dabei muss unterschieden werden, auf welche Körperteile die Zuluft trifft. Besonders empfindlich sind Nacken und Füße. Es ist deshalb zu empfehlen, die Zuluft in Aufenthaltsräumen und speziell in Vortragsräumen den Personen immer von vorn zuzuführen. Allgemein sind Luftgeschwindigkeiten von über 0,2 m/s im Bereich, in dem sich Personen aufhalten, zu vermeiden. Bei dynamischer Kühlung (z.b. Gebläsekonvektoren) ist darauf zu achten, dass die Luftwechselrate (Volumenstrom/Raumvolumen) zwischen 3 und 5 liegt, generell aber den Wert 10 nicht übersteigt. Luftgeschwindigkeit in m/sec 0,50 0,45 0,40 0,35 0,30 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 0,00 kühle Grenze Behaglichkeitsbereich Raumlufttemperatur in C warme Grenze Abb. 3.e Behaglichkeitsfeld in Abhängigkeit von Luftgeschwindigkeit und Raumlufttemperatur (relative Luftfeuchte 30-70%, Temperatur der Raumumschließungsflächen C) 12

13 Grundlagen 3.3 Geräusche Lärm beeinträchtigt nicht nur das Wohlbefinden außerordentlich, er führt auf Dauer auch zu gesundheitlichen Schäden. Starker Lärm kann als schmerzhaft empfunden werden. Das Geräuschempfinden ist jedoch subjektiv und wird zudem mit von der jeweiligen psychischen Situation geprägt. Damit Lärm oder Geräusche einheitlich bewertet werden können und eine einheitliche Bezugsgröße haben, ist in der DIN die Bewertungskurve A festgelegt worden. Der Zusatz "A" hängt mit einer weiteren Besonderheit des Hörens zusammen: Tiefe Töne werden bei gleichem Schalldruck leiser empfunden als hohe. Deswegen werden beim Messvorgang die vom Messmikrofon erzeugten elektrischen Signale vor dem Anzeigen durch ein Filter geschickt, das diese Besonderheit ausgleicht. Nach DIN gibt es die drei Filtertypen A, B und C. Bei "db(a)" kommt demnach Filtertyp A zum Einsatz. Gesetzliche Bestimmungen wie das Bundesimmissionsschutzgesetz (Straßenlärm) oder die Straßenverkehrszulassungsordnung (Auspuffgeräusche) beziehen sich auf db(a). Grundsätzlich ist der Geräuschpegel so niedrig zu halten, wie es nach Art der Raumnutzung erforderlich und nach dem Stand der Schalldämmtechnik möglich ist. Für den von außen eindringenden Lärm gelten die Pegelwerte der Richtlinie VDI 2719 Schalldämmung von Fenstern und deren Zusatzeinrichtungen. Für die von raumlufttechnischen Anlagen erzeugten Geräusche ist die Richtlinie VDI 2081 Geräuscherzeugung und Lärmminderung in Raumlufttechnischen Anlagen heranzuziehen. In Abb. 3.f sind einige Richtwerte für Schalldruckpegel nach der Bewertungskurve A der raumlufttechnischen Anlagen, entsprechend DIN 1946, Blatt 2, aufgeführt. Bei der Planung bzw. Projektierung einer Klimaanlage sind diese Werte von Nutzen. Anhaltswert: Staubsauger mit ca db (A). Raumart Beispiel Schalldruckpegel in db(a) Anforderungen hoch niedrig Arbeitsräume Kleiner Büroraum Großraumbüro Werkstätten 50 Versammlungsräume Theater Konzertsaal, Opernhaus Kino Konferenzräume Kantine Wohnräume Hotelzimmer 35 *) 35 *) Sozialräume Ruheräume Pausenräume Unterrichtsräume Klassenräume Hörsäle Lesesäle Räume mit Publikumsverkehr Verkaufsräume Museen Gaststätten Flughäfen Schalterhallen Sportstätten Turn- und Sporthallen Schwimmbäder Sonstige Räume Reine Räume EDV-Räume Schutzräume Operationsräume Küchen Fahrgasträume 50 *) Nachtwerte um 5 db(a) niedriger Abb. 3.f Richtwerte für A-Schalldruckpegel der RLT-Anlagen 13

14 Das Funktionsprinzip der Raumklimageräte 4 Das Funktionsprinzip der Raumklimageräte 4.1 Was bewirken Raumklimageräte? Ein Raumklimagerät beeinflusst einige der in Kapitel 2 angeführten Faktoren, wie Luftfeuchte, Temperatur, Luftbewegung und Reinheit der Luft. Mit einem Raumklimagerät können Sie für die Beeinflussung dieser Faktoren eine technisch hochwertige und bedarfsgerechte Lösung einsetzen. Beim Einbau von Zentral-Klimaanlagen werden wartungsintensive und aufwendige Luftkanäle benötigt, so dass ein nachträglicher Einbau in vielen Fällen mit einem sehr hohen Aufwand und erheblichem Störungspotential verbunden ist oder schlichtweg nicht möglich ist. Gleichzeit sind diese Anlagen sehr kostenintensiv. Mit Raumklimageräten von Dimplex umgehen Sie solch eine aufwendige Installation. Bei der Auslegung und dem Betrieb eines Raumklimagerätes achten Sie bitte darauf, dass, in Abhängigkeit zur Raumgröße, die Raumtemperatur um nicht mehr als 5 K abgesenkt wird. Bei empfindlichen Menschen kann eine höhere Temperaturdifferenz zu Akklimatisierungsbeschwerden beim Verlassen oder Betreten des Raumes führen. Mit einem Raumklimagerät lassen sich die unterschiedlichsten Ansprüche an das Raumklima realisieren. Im Büro oder anderen Geschäftsräumen sichern Klimaanlagen die Leistungsfähigkeit des Menschen, oder erhöhen diese sogar. Bei der Installation in EDV-Räumen halten sie das Klima stabil und sorgen für eine sichere Datenverarbeitung Im Kinderzimmer oder in Schlafräumen ist ein ruhiger und angenehmer Schlaf, auch im Hochsommer, kein Problem mehr Bei wärmeerzeugenden Maschinen in Gewerberäumen kann die Produktionswärme mit Klimaanlagen abgeführt werden In Ladenlokalen verbessern sie, ohne offene Fenster oder Türen, das Einkaufsklima 4.2 Argumente für die Raumklimatisierung Die Notwendigkeit einer Komfortklimatisierung in unseren Breiten wird vielfach unter Hinweis auf die hiesigen klimatischen Verhältnisse in Zweifel gezogen. Sicherlich kann man die Begründung für die Klimatisierung nicht allein aus klimatischen Gegebenheiten ableiten. Einige Gründe sprechen zwingender für den Einsatz einer Klimaanlage: Eigenschaften moderner Gebäude, wie z.b. große Glasflächen, Steigender Energieumsatz in modernen Gebäuden Die größere Zahl an Hochhäusern Stauwärme Zunehmende Luftverschmutzung und Geräuschbelästigung Moderne Bauten sind vielfach gekennzeichnet durch einen sehr großen Anteil an Glasflächen, die bereits, bezogen auf die gesamte Außenfläche, 70% bis 75% erreichen können. Mit zunehmender Glasfläche erhöht sich die bereits große Wärmeentwicklung, trotz bauseitiger Sonnenschutzmaßnahmen, infolge Sonneneinstrahlung durch die Fenster noch weiter, wodurch eine Klimatisierung dieser Gebäude unumgänglich wird. Insbesondere durch die in modernen Verwaltungsund Geschäftsbauten notwendig gewordenen hohen Beleuchtungsstärken entsteht sowohl im Sommer als auch im Winter eine Wärmeentwicklung, die mit Hilfe einer Klimaanlage beherrscht werden kann. Hinzu kommt in diesen Bauten eine vermehrte Wärmeentwicklung durch Maschinen und Geräte. Auch die Wärmeentwicklung des Menschen kann, bei hoher Personenanzahl, einen nicht unerheblichen Teil zur Raumerwärmung beitragen (siehe Seite 11, Abb. 3.b). Durch die stärkere Entwicklung von Ballungsräumen ergibt sich immer mehr die Notwendigkeit, Hochhäuser zu errichten, in denen eine Fensterlüftung nicht mehr möglich bzw. ausreichend ist. Die Zwangsbelüftung und damit der Übergang zur Klimatisierung wird unumgänglich. Vor allem in Industriegebieten und Großstädten hat die Belästigung der Menschen durch Lärm und Luftverschmutzung häufig ein gesundheitsschädliches Maß erreicht. Als Beispiel sei hier das Hotelzimmer, das an einer Hauptverkehrsstraße liegt, genannt. Hier bietet sich eine Klimatisierung an, um die Belästigungen zu minimieren, bzw. den Mensch gegen diese abzuschirmen. Weitere Anwendungsbereiche für eine Klimatisierung sind die verschiedenen Gewerbebetriebe und Einzelhandelsgeschäfte. Hier werden die Räume aus Gründen der menschlichen Behaglichkeit sowie zur Verbesserung der Lagerfähigkeit der verschiedenen Waren und Produkte klimatisiert. 14

15 Das Funktionsprinzip der Raumklimageräte 4.3 Kühlen Offener Kältekreislauf Schon die alten Römer machten sich die Naturgesetze zu Nutzen, indem sie ihre Tonkrüge, die sie am Gürtel trugen, mit einem feuchten Tuch umwickelten und dadurch den Inhalt des Kruges, meist Wein oder Wasser, kühlten. Aber wie funktionierte diese Kühlung? Das im Tuch enthaltene Wasser verdunstete über die Zeit und änderte somit seinen Aggregatzustand von flüssig in gasförmig. Für diese Änderung wird Energie benötigt, die der Umgebung als Wärme entzogen wird. Durch den Entzug von Wärme entsteht zwangsläufig die gewollte Abkühlung. Der große Nachteil dieser Kühlung war bzw. ist, dass das Kältemittel Wasser immer wieder erneuert werden musste, d.h. das Tuch musste immer wieder befeuchtet werden. Daher nennt man diese Art von Kühlung einen offenen Kältekreislauf. Wahrscheinlich hat jeder von uns schon mal mit einem solchen Kältekreislauf zu tun gehabt. Ob nun mit einem Terrakotta-Weinkühler, der ebenfalls nach dem Verdunstungsprinzip funktioniert, beim Befüllen eines Gasfeuerzeuges oder beim Wechseln einer Flüssiggasflasche. Öffnet man die Ventile der Gasbehälter, strömt das in der Flasche flüssige Gas im gasförmigen Zustand nach außen. Der Aggregatzustand ändert sich unter Aufnahme von Energie von flüssig zu gasförmig. Diese Energie wird der Umgebung in Form von Wärme entzogen. Am Vereisen des Flaschenventils lässt sich dieser Effekt feststellen Geschlossener Kältekreislauf Raumklimaanlagen zählen zu den kältetechnischen Anlagen mit einem geschlossenen Kältekreislauf. Die elementaren Bauteile in einem geschlossenen System sind: Verdampfer Verflüssiger Verdichter Drosselorgan (Expansionsventil) Die wichtigste Rolle übernimmt ein im System zirkulierender Stoff mit geeigneten thermodynamischen Eigenschaften, das sogenannte Kältemittel oder Arbeitsmedium. Das Kältemittel hat die Eigenschaft bei geringen Temperaturen unter Aufnahme von Wärme im Verdampfer zu verdampfen. Wird nun die Raumluft des zu kühlenden Raumes über den Verdampfer (Luft- Wärmetauscher) geführt, in dem das Kältemittel zirkuliert, geht dieses von flüssigen in den gasförmigen Zustand über. Dabei wird der Raumluft die dafür notwendige Wärme entzogen, wodurch diese also entsprechend abkühlt. Das Kältemittel wird von einem Verdichter angesaugt, in dem es, unter Verwendung von elektrischer Energie, verdichtet wird und damit steigen Druck und Temperatur des Arbeitsmediums an. Mit hohem Druck und hoher Temperatur gelangt das gasförmige Kältemittel in den Verflüssiger (Luft- Wärmetauscher), in dem es die aufgenommene Wärme der Raumluft sowie die am Verdichter entstandene Wärme an die Außenluft abgibt. Langsam wird das Kältemittel im Verflüssiger unter Entzug von Wärme verflüssigt. Anschließend wird der hohe Druck im Drosselorgan abgebaut und der Kreisprozess beginnt erneut. Der Kältekreislauf ist geschlossen. Fazit: Um genau dort zu kühlen, wo es gewünscht wird, muss gezielt Wärme abgeführt werden. Nach dem Energieerhaltungssatz muss diese dann bei entsprechend höherer Temperatur wieder abgegeben werden. Wie oben beschrieben, wird die Wärmemenge von einem niedrigen Temperaturniveau durch einen Verdichter auf ein höheres Temperaturniveau hochgepumpt, wozu Energie benötigt wird. Dadurch kann die Wärmeenergie wieder abgegeben werden. Vergleichbar ist es mit der Förderung von Wasser auf ein höheres Niveau. Auch dies geschieht mittels einer Pumpe unter Einsatz von Energie. 15

16 Das Funktionsprinzip der Raumklimageräte 4.4 Geräte-Kühlleistung Bei einem Raumklimagerät hängt die Kühlleistung von der gewünschten Raumtemperatur und der Außentemperatur ab. Die Kühlleistung bei Split-Klimageräten (Komfort Luftkonditionierern) entspricht bei 35 C Außentemperatur und eingestellten 27 C Raumtemperatur einem Wert von 100% (EN 14511). Angaben bei Klimageräten entsprechen immer diesen Vorgabewerten. Wenn bei einer höheren Außentemperatur eine niedrigere Raumtemperatur erreicht werden soll, liegt die tatsächliche Kühlleistung unter der erforderlichen Nennleistung. Bei der Auslegung und Auswahl muss dieses mit berücksichtigt werden und u.u. ein größeres Gerät gewählt werden. Kühlleistung bei verschiedenen Innen- und Außentemperaturen Kühlleistung (%) Raumtemperatur in C Außentemperatur ( C) Luftfeuchte: Innen ca. 50% Außen ca. 40% Abb. 4.a Kühlleistung in Abhängigkeit von Temperaturen (Werte nur ungefähr!) 4.5 Heizen mittels Wärmepumpenschaltung Mittels eines Verdampfers (Luft-Wärmetauscher) wird die in der Außenluft gespeicherte Umweltwärme auf das flüssige Kältemittel, welches in einem geschlossenen System zirkuliert, übertragen. Das Arbeitsmedium erwärmt sich und wird gasförmig. Anschließend wird im Verdichter das Kältemittel auf ein höheres Temperaturniveau und Druckniveau gebracht. Dazu wird elektrische Energie benötigt. Im Verflüssiger (Luft-Wärmetauscher) wird die Wärme an den zu beheizenden Raum abgegeben, das Arbeitsmedium kühlt ab und verflüssigt sich. Der noch vorherrschende hohe Druck wird anschließend im Drosselorgan (Expansionsventil) abgebaut, die Temperatur des Kältemittels wird weiter reduziert und der Kreisprozess beginnt erneut. Im Vergleich zu Geräten mit einer elektrischen Heizung, bei der 100% der benötigten Wärmeenergie aus Strom gewonnen wird, wird mit der Wärmepumpenschaltung stattdessen ein Teil der Energie aus der Umwelt (Umweltwärme) gewonnen. Grafiken siehe Seite

17 Energielabeling Welche Geräte müssen etikettiert werden? Netzbetriebene Raumklimageräte mit einer Kühlleistung bis 12kW dies trifft für Splitgeräte und für Kompaktgeräte zu. Nicht betroffen sind Wärmepumpen. Datenfeld nicht notwendig. Müssen Altgeräte etikettiert werden? Geräte die nach Aussagen des Herstellers aktuell nicht (mehr) gefertigt werden müssen nicht etikettiert werden. Wo bzw. wann müssen Klimageräte etikettiert werden? Sobald die Gerätedaten dem Endkunden zugänglich sind, muss der Händler dafür sorgen, dass eine Aussage zur Energieeffizienz getroffen wird. D.h. zwingend erforderlich in Ausstellungsräumen, auf Endkundenmessen, in Baumärkten usw. Eine Kennzeichnung in Preislisten oder Fachhandelsunterlagen wäre theoretisch Wie erfolgt die Etikettierung (Grundetikett / Datenstreifen)? Der Aufbau des Grundetiketts ist in der Richtlinie 2002/31/EG exakt festgelegt. Dieses bezieht sich sowohl auf Farbe, Größe, exakte Bezeichnung der Parameter usw. Dieses Grundetikett für Klimageräte ist zentral mit den anderen bekannte Etiketten (z.b. Backofen, Kühlschränke usw.) hinterlegt und kann kostenlos angefordert werden. Der Datenstreifen wird rechts auf das Grundetikett aufgeklebt und liegt entweder dem Gerät bei oder ist in der Anweisung abgedruckt. Oftmals wird auch das gesamte Etikett (Grundetikett und Datenstreifen) in der Anweisung abgedruckt bzw. auf die Verpackung aufgedruckt. 5 Energielabeling Seit 1998 müssen in Deutschland bestimmte elektrische Haushaltsgroßgeräte im Handel mit einem Energieverbrauchsetikett - auch EU-Label, EU- Energie-Label, Gerätelabel, Energiesparlabel, oder Energieetikett genannt - ausgezeichnet werden. Wie bereits in der Vergangenheit diskutiert, sind auch Klimageräte zukünftig von dieser Regelung betroffen. Diese Energieetikettierung für Raumklimageräte wurde bereits am im Amtsblatt der Europäischen Gemeinschaft veröffentlicht. Ebenso wurde in diesem Amtsblatt die erforderlichen Geräteparameter in Abhängigkeit vom Gerätetyp für die entsprechende Bewertung (A bis G) festgelegt. Die Umsetzung dieser Energieetikettierung wurde dadurch verzögert, dass keine Prüfkriterien für die Bestimmung der oben erwähnten Geräteleistung vorhanden waren. Diese technischen Normen/Grundlagen wurden mit der EN festgelegt und am veröffentlicht. Somit ist eine Kennzeichnung von Geräten zukünftig erforderlich. Welche Gerätedaten werden wie ermittelt / gemessen? In EN wurden für die unterschiedlichen Gerätetypen jeweils Messpunkte für Betriebs- Nennbedingungen und Norm-Nennbedingungen definiert. Aufbau Etikett / Informationen: Energieeffizienzklasse Die Kühlleistung und Leistungsaufnahme wird bei Split- und Kompaktgeräte bei Norm- Nennbedingungen gemessen. Der Quotient aus Kühlleistung und Leistungsaufnahme ergibt die Leistungszahl (EER). Über eine Tabelle in der EU Richtlinie 2002/31/EG ergibt sich daraus eine Energieeffizienzklasse. Für Split- und Kompaktgeräte werden unterschiedliche Tabellen der Richtlinie zugrunde gelegt. Beispiel: Ein Split-Klimagerät mit 3500W Kühlleistung und einer Leistungsaufnahme im Kühlbetrieb von 1200W unter Norm-Nennbedingungen ergibt eine Leistungszahl (EER) von 2,92. Anhand von der Tabelle der EU Richtlinie ergibt sich daraus die Energieeffizienzklasse C. Jährlicher Energieverbrauch Die Leistungsaufnahme wird bei Splitgeräten unter Norm-Nennbedingungen ermittelt. Bei Kompaktgeräten (mobil) erfolgt die Messung unter Betriebs- Nennbedingungen Energieeffizienzgröße Der Quotient aus Kühlleistung und Leistungsaufnahme ergibt die Energieeffizienzgröße. Die Ermittlung erfolgt bei Splitgeräten unter Norm- Nennbedingungen bei Kompaktgeräten unter Betriebs-Nennbedingungen. Heizleistung: Angabe der Heizleitung der Geräte. Auch hier erfolgt die Einstufung (A...G) anhand der Heizleistung und der entsprechenden Leistungsaufnahme durch eine Leistungszahl (COP). Weiterführende Informationen: Sehr hilfreich bei zum Thema Energielabel ist die Internetseite 17

18 Überschlägige Kühllast-Ermittlung für Einzelräume 6 Überschlägige Kühllast-Ermittlung für Einzelräume (zur überschlägigen Dimensionierung von Dimplex Raumklimageräten nach dem HEA-Verfahren) Po Anlage: XYZ s 0 Raum: Länge m Breite m Höhe m Fläche m² Volumen m³ Äußere Kühllast 1 Sonneneinstrahlung durch Fenster und Außentüren ungeschützt Minderungsfaktoren Rohbaumaß Breite Höhe m² einfach verglast W/m² doppelverglast W/m² Wärmeverglast W/m² Sonnenschutz Markise Schutzglas Innenjalousie Außenjalousie N NO O SO S *0,7 *0,3 *0,15 SW W NW Dachfenster SUMME Fenster/Außentüren 1) 2 Wände (abzügl. Fenster- und Türöffnungen) Breite Gesch. Abzug m² m² W/m² Watt m Höhe m außen 10 innen 10 SUMME Wände 3 Fußboden zu nicht klimatisierten Räumen Länge Breite m² W/m² Watt 10 SUMME Fußboden 4 Decke Flachdach Steildach/Decke SUMME Decke Länge Breite m² nicht gedämmt W/m² gedämmt W/m² nicht gedämmt W/m² gedämmt W/m² nicht klimat. Raum W/m² Watt Kühllast Fenster Außen- Watt Kühllast gesamt Watt Innere Kühllast 5 Beleuchtung Summe Anschlussleistung: Watt: 18 SUMME Beleuchtung 6 Elektrische Geräte Anzahl W/Gerät Watt Computer 300 Terminals 75 Drucker 50 SUMME elektrischer Geräte 7 Personen gesamt Anzahl W/Pers. Watt 150 SUMME Personen 8 Außenluft m³/h W/m³ Watt Angabe Hersteller 10 SUMME Außenluft GESAMTSUMME KÜHLLAST Abb. 6.a: Überschlägige Kühllastermittlung für Einzelräume Ausgewähltes Gerät: Typ: Kälteleistung: Luftvolumenstrom: 1) Bei verschiedenen Himmelsrichtungen nur den maximalen Wert einsetzen, bei benachbarten Himmelsrichtungen beide Werte addieren. Grundlage: Die angegebenen Werte sind in Anlehnung an VDI 2078 "Kühllastregeln" ermittelt. Zugrunde gelegt wurde eine Raumlufttemperatur von 27 C bei einer Außenlufttemperatur von 32 C und Dauerbetrieb des Kühlgerätes.

19 Überschlägige Kühllast-Ermittlung für Einzelräume Position 0: Art des Raumes, lichte Innenabmessungen Grundfläche und Rauminhalt. Position 1: Die Fensterflächen sind nach den verschiedenen Himmelsrichtungen aufzuteilen und mit den entsprechenden Werten zu multiplizieren. Als Fensterfläche gilt das Maueröffnungsmaß (Rohbaumaß). In der Addition der Kühllastberechnung ist diejenige Himmelsrichtung einzusetzen, die den maximalen Wert ergibt. Bei verschiedenen Fensterausführungen in einer Himmelsrichtung sind hierzu gegebenenfalls mehrere Werte zu addieren. Liegen Fenster nach zwei unmittelbar benachbarten Himmelsrichtungen, z. B. SW und W, ist die Summe dieser beiden Werte einzusetzen. Für ungeteilte Scheiben über 2m² sind die Faktoren um 10% zu vergrößern. Horizontale Oberlichter sind zusätzlich zu berücksichtigen (siehe Zeile Dachfenster!). Bei Einrichtungen zum Sonnenschutz sind die angegebenen Minderungsfaktoren zu berücksichtigen. Position 2: Wärmestrom durch Wände (Kühllast durch Wände). Zur Vereinfachung des Berechnungsverfahrens wurden in Anlehnung an VDI 2078 Pauschalwerte entsprechend dem derzeitigen Wärmestandard zugrundegelegt. Da die Kühllast nicht entscheidend durch die Wände beeinflusst wird, können diese Werte auch für Altbauten eingesetzt werden. Position 3: Wenn der darunterliegende oder angrenzende Raum nicht klimatisiert ist bzw. gekühlt wird, ist der entsprechende Wert einzusetzen. Position 4: Die Deckenfläche (Dach) abzüglich evtl. Oberlichter ist mit den zutreffenden Werten zu multiplizieren. Position 5: Da nur ein Teil der Anschlussleistungen der Lampen in Licht umgewandelt wird, ist die gesamte Anschlussleistung als Wärme zu berücksichtigen. Befinden sich die Vorschaltgeräte von Entladungslampen im zu kühlenden Raum, sind auch diese mit entsprechender Leistung zu berücksichtigen. Position 6: Neben den vorgegebenen Werten sind zusätzlich wärmeabgebende Geräte einzusetzen, die zum Zeitpunkt der maximalen Sonneneinstrahlung in Betrieb sind, z.b. Fernsehgeräte, Leuchten und andere Elektrogeräte mit ihrer Anschlussleistung. Position 7: Die Personenzahl ist mit dem vorgegebenen Wert zu multiplizieren. Entsprechend VDI 2078 wurde für die Wärmeablage des Menschen (Personenwärme) von folgenden Voraussetzungen ausgegangen: Tätigkeit: Körperlich nicht tätig bis leichte Arbeit im Stehen, Aktivitätsgrad I bis II nach DIN 1946 Teil 2, Raumlufttemperatur 26 C. Position 8: Hier ist der Außenluftanteil nach Herstellerangabe einzusetzen. Der Berechnung liegt nur zugrunde, dass der Außenluftvolumenstrom nur um 5 K gekühlt wird. Gesamtkühllast: Summe der einzelnen Kühllasten Position 1 bis 8. Gewähltes Klimagerät: Zur Erzielung einer Innentemperatur von ca. 5 K unter der festgelegten Außenlufttemperatur muss die sensible Kühlleistung QK gleich oder größer sein als die errechnete Kühllast. Der Zuluftvolumenstrom des Gerätes in m³/h dividiert durch das Raumvolumen aus Zeile 0 ergibt die Luftwechselzahl. Werte über 10 sind nur bei sehr sorgfältig und fachmännisch geplanter Luftführung vertretbar, da sonst mit Zugbelästigungen zu rechnen ist. Begriffe: Kühllast ist die Summe aller einwirkenden konvektiven Wärmeströme, die abgeführt werden müssen, um die gewünschte Lufttemperatur in einem Raum zu halten. Sensible Kühlleistung ist das Leistungsvermögen des Gerätes, der Verdampfer-Eintrittsluft sensible Wärme zu entziehen [W]. Kühlleistung des Geräts ist die Summe, der vom Kühlgerät erbrachten sensiblen und latenten Kühloder Kälteleistung. Latente Kühlleistung ist diejenige Kühlleistung, die vom Gerät durch Taupunktunterschreitung der feuchten Luft erbracht wird, um Anteile des in der feuchten Luft enthaltenen Wasserdampfes durch kondensieren auszuscheiden. Die in dem Wasserdampf enthaltene Verdampfungswärme wird in Form von Kühlenergie zur Kondensation vom Gerät zur Verfügung gestellt. Grundlagen: Dieses Rechenverfahren berücksichtigt neben den aufgeführten Einflüssen auch die Speicherkapazität des Raumes. Grundlagen sind die der VDI- Kühllastregeln VDI 2078 zugrundeliegenden Zahlenwerte. 19

20 Überschlägige Kühllast-Ermittlung für Einzelräume Beispiel zur überschlägigen Kühllastermittlung AW1 = 5m x 2,5m = 12,5m² AW2 = 6m x 2,5m = 15m² AW3 = 5m x 2,5m = 12,5m² IW = 6m x 2,5 = 12,5m² FB = 5m x 6m - 2,5m x 2,5m = 23,75m² DE = 23,75m² - 2m² = 21,75m² AF = 2m x 1,5m = 3m² doppelt isoliert TU = 0,8m x 2,1m = 1,7m² LK = 2m² Weiter interne Wärmequellen: 2 Computer und Bildschirme, 1 Fax, 1 Drucker Beleuchtung 200 W 2 Personen (sitzende Tätigkeit) Alle Fenster mit Außenjalousie Bitte beachten Sie bei der Ermittlung der Kühllast folgende Punkte: Es spielt eine entscheidende Rolle, in welcher genauen Himmelsrichtung Ihre Fenster liegen, ebenso wie die Verglasung ausgeführt ist. Der Wärmegewinn bei Südfenstern ist beispielsweise 5-fach höher als bei einem Nordfenster mit adäquater Verglasung.(Punkt 1) Sie müssen ebenfalls darauf achten, dass Sie für Mauerdurchbrüche (Fenster und Türen) die entsprechenden Abzüge mit in Ihre Berechnung mit einbeziehen (Punkt 2). Sie sollten unter Punkt 5 (Beleuchtung) darauf achten, dass Sie alle im Raum vorhandenen Beleuchtungsmittel mit aufführen, auch wenn Sie diese im Regelfall nicht zusammen betreiben. Bei der Aufführung der im Zimmer vorhandenen elektrischen Geräte sollten Sie darauf achten, dass beispielsweise moderne Computer ein Netzteil von W besitzen. Setzen Sie daher immer die Werte Ihrer Geräte an, die hier angeführten Zahlen sind lediglich Richtwerte. Für die von Personen abgegebene Wärme (Punkt 7) ist hier mit 150 W pro Person die Abgabe bei sitzender, leichter Tätigkeit angegeben, bei sportlicher Betätigung kann auch leicht ein Wert von ca. 200 W pro Person erreicht werden. Sie können die überschlägige Kühllastberechnung nach dem HEA Verfahren auch auf unserer Internetseite unter durchführen. 20

21 Überschlägige Kühllast-Ermittlung für Einzelräume Notizen: 21

22 Begriffe und Bezeichnungen 7 Begriffe und Bezeichnungen Absolute Feuchte Die absolute Feuchte bezeichnet den Wasserdampfgehalt der Luft in g/kg (g Wasser je kg trockener Luft). In der Luft befindet sich immer eine gewisse Masse an Wasser. Diese Masse bleibt bei Erwärmung oder Abkühlung der Luft konstant, ändert sich also im Gegensatz zur relativen Feuchte nicht, solange kein Wasser hinzukommt (z.b. durch schwitzende Personen) oder entfernt wird (z.b. durch Kondensation). Behaglichkeit Behaglichkeit ist das definierte Toleranzfeld der Raumluftkonditionen. Die Behaglichkeit wird wesentlich durch Lufttemperatur, Luftfeuchte, Luftgeschwindigkeit und Temperatur der Raum- Umschließungsflächen bestimmt. Nur wenn diese Werte sich in bestimmten Grenzen bewegen, wird das Raumklima vom Menschen als behaglich empfunden (siehe Seite 11ff.). Dabei spielen z.b. auch die Kleidung und der Aktivitätsgrad des Menschen eine Rolle. Ein körperlich schwer arbeitender Mensch mag es in der Regel etwas kühler. BTU Oftmals erfolgt die Angabe der Heiz- bzw. Kühlleistung in BTU (British Thermal Unit). Diese Einheit ist in Deutschland nicht besonders gebräuchlich und damit weitgehend unbekannt. BTU kw = 05506Ws 3600s 1, W = BTU 0, 293W BTU ca. 2,6 kw BTU ca. 3,5 kw BTU ca. 4,4 kw BTU ca. 5,3 kw BTU ca. 6,1 kw Dynamische Kühlung Kühlung mit Kühlmitteltemperaturen unterhalb des Taupunktes durch den Einsatz von Gebläsekonvektoren (Zwangskonvektion). Die Temperaturen der Kühlflächen liegen deutlich unter der Raumtemperatur und entfeuchten durch Kondensation die Raumluft. Einsatzbereich Der vom Hersteller angegebene Arbeitsbereich des Gerätes, begrenzt durch die obere und untere Einsatzgrenze (z.b. Temperaturen, Luftfeuchte, elektrische Spannung), innerhalb dessen das Gerät für gebrauchstauglich gehalten wird und die zugesicherten Eigenschaften hat. Einspritzleitung Leitung zwischen Expansionsorgan und Verdampfer. Energieeffizienz Erhaltenes Reinprodukt pro kj eingesetzte Energie. Entfeuchten Verringern der absoluten Luftfeuchte. Enthalpie Aus dem Griechischen enthálpein 'darin erwärmen'. Enthalpie ist der Wärmeinhalt eines Trägermediums z.b. Luft, gekennzeichnet durch die Temperatur und den Feuchtegehalt. Die spezifische Enthalpie wird in J/kg angegeben. Expansionsorgan Bauteil von Klimageräten zwischen Verflüssiger und Verdampfer zur Absenkung des Verflüssigungsdruckes auf den der Verdampfungstemperatur entsprechenden Verdampfungsdruck. Zusätzlich regelt das Expansionsorgan die Einspritzmenge des Kältemittels in Abhängigkeit von der Verdampferbelastung. Faktor sensibler Wärme SHR Verhältnis sensiblen (fühlbaren) Kühlleistung zur gesamten Kühlleistung [Watt/Watt] Fensterlüftung Austausch von Raumluft gegen Außenluft nur über geöffnete oder gekippte Fenster, der Luftaustausch ist unkontrollierbar. Feuchtekonditionierung Feuchtekonditionierung bezeichnet die Befeuchtung oder Trocknung der Luft zur Einhaltung bestimmter relativer Feuchtewerte und Toleranzen. Da die absolute Feuchte der Außenluft jahreszeitlich stark schwankt, ist in manchen Bereichen eine Feuchtekonditionierung der Zuluft erforderlich, um behagliche Raumluftzustände zu erreichen oder z.b. für industrielle Prozesse geforderte Feuchtewerte zu gewährleisten. Filter Filter werden eingebaut um zu verhindern, dass die Verunreinigungen der Aussenluft ins Gebäude gelangen und um das Lüftungsgerät selbst vor Verschmutzung zu schützen. Analysen haben gezeigt, dass sich Verunreinigungen wie Russpartikel, Rauch, Metallstaub, Pollen, Viren und Bakterien in der Luft befinden. Die Partikelgrößen variieren in Größen unter 1 µm bis hin zu Fasern, Laub und Insekten. Die Filter werden nach ihrer Fähigkeit Partikel aus der Luft herauszufiltern (Abscheidegrad) eingeteilt. Grobfilter (G1-G4), Feinfilter (F5-F6), Feinstfilter (F7-F9) Fugenlüftung Unkontrollierte Lüftung über baulich bedingte Fugen, z. B. an Fenstern und Türen, durch Wind- und Temperaturunterschiede. 22

23 Begriffe und Bezeichnungen Füllmenge Die Masse des in dem Klimagerät befindlichen Kältemittels. lg p-h-diagramm Grafische Darstellung der thermodynamischen Eigenschaft vom Kältemittel. (Entalpie h, Druck p, Temperatur t). Kälteleistung Wärmestrom, der durch den Verdampfer einer Wärmequelle entzogen wird. Kälte-Leistungszahl (EER) Quotient aus Kühlleistung und effektiver Leistungsaufnahme des Gerätes. Die Kälte-Leistungszahl kann nur als Momentanwert bei einem definitiven Betriebszustand angegeben werden. Da die Kühlleistung stets größer ist als die Verdichterleistung, ist die Leistungszahl immer >1. Kältemittel Stoff mit niedriger Siedetemperatur, der in einem Kreislauf durch Wärmeaufnahme verdampft und durch Wärmeabgabe wieder verflüssigt wird (z.b. R410A). Klimatisierung Klimatisierung ist die Herstellung definierter Temperaturen und relativer Feuchtewerte im Raum. Dazu ist es meist erforderlich, die Zuluft je nach Witterungsverhältnissen zu heizen, zu kühlen, zu beoder entfeuchten. Kondensation Es gibt zwei Arten von Kondensation: Wasserabscheidung aus der Luft an kalten Umgebungsflächen Kältemittelverflüssigung im Kälte- Erzeugungsprozess In beiden Fällen wird ein dampfförmiger Stoff so weit abgekühlt, dass er ganz oder teilweise in den flüssigen Aggregatszustand übergeht. Körperschalldämmung Körperschalldämmung ist die Verhinderung bzw. Eindämmung unmittelbarer Schwingungsübertragungen von Anlagenkomponenten auf die Baukonstruktion. Ein klassisches Beispiel ist die Dämmung von Körperschallübertragungen durch Ventilatoren mit Hilfe von Federschwingungsdämpfern, Fundament- und Gummiplatten, die abgestimmt auf die Ventilatordaten ausgelegt werden. Der vom Ventilator verursachte und nie ganz vermeidbare Körperschall wird so auf ein für die angrenzenden Räumlichkeiten erträgliches Maß reduziert. Kreisprozess Sich ständig wiederholende Zustandsänderung eines Kältemittels durch Zufuhr und Abgabe von Energie in einem geschlossenen System. Laminare Luftströmung Die Luft wird großflächig, geschichtet und mit geringer Luftgeschwindigkeit in den Raum eingeblasen. Man kann sich die Luft als "Kolben" vorstellen, der durch den Raum geschoben wird. Wirbel kommen im Idealfall nicht vor. Leistungszahl im Heizbetrieb (COP) Verhältnis der Heizleistung zur effektiven Leistungsaufnahme des Gerätes [Watt/Watt]. Leistungszahl im Kühlbetrieb (EER) Verhältnis der gesamten Kühlleistung zur effektiven Leistungsaufnahme des Gerätes [Watt/Watt]. Luftdurchlass Öffnung im Raum (Wand oder Decke), durch die Luft ab- oder zuströmen kann (z. B. Gitter oder Ventil). Luftfeuchte Der Luftfeuchtegehalt wird im Zusammenhang mit der Lufttemperatur als relative Feuchte definiert. Maßgebend ist der Aufenthaltsbereich, 1,50 m über dem Fußboden gemessen. Die übliche Toleranz liegt bei +/- 5% relativer Feuchte. Gelegentlich werden über den Jahresverlauf gleitende relative Feuchte-Werte zugelassen, im Sommer steigend, im Winter fallend (energiesparend). Soll das Raumklima noch als behaglich empfunden werden, liegt die höchstzulässige relative Feuchte bezogen auf + 23 C Raumlufttemperatur bei 65%, bezogen auf + 26 C bei 55%. Gewöhnlich ist ein Wert von maximal 55% relativer Feuchte zu empfehlen. Die untere Grenze der Feuchtekondition hängt weniger vom Behaglichkeitsempfinden als von der Luftreinheit ab und von der Ableitfähigkeit der Bodenbeläge. So können unter bestimmtem Vorraussetzungen 30% relative Feuchte noch als behaglich empfunden werden. Im Allgemeinen sind mindestens 45% zu empfehlen. Luftrate Luftvolumen, bezogen auf z.b. die Anzahl der Personen pro Zeiteinheit in m3/(person x h). (Siehe auch Luftwechselrate) Luftschalldämpfung Luftschalldämpfung ist die Einschränkung der von Zentralgeräten emittierten Geräusche durch den Luftweg. In einer Lüftungsanlage vorhandene Kanäle, Einbauten, Bögen usw. bewirken eine Luftschalldämpfung. Reicht diese nicht aus, können Schalldämpfer zur zusätzlichen Luftschalldämpfung eingesetzt werden. Die Schallenergie wird dabei in Wärme umgewandelt. Die Berechnung der nötigen Luftschalldämpfung kann nach VDI 2081 "Geräuscherzeugung und Lärmminderung in RLT-Anlagen" erfolgen. 23

24 Begriffe und Bezeichnungen Luftströmung Im Aufenthaltsbereich dürfen bestimmte Luftgeschwindigkeiten, die in Abhängigkeit von der Lufttemperatur definiert werden, nicht überschritten werden. Die Luftströmungsverhältnisse werden wesentlich bestimmt durch Disposition, Auslegung und Bauart von Luftauslässen, Wärmequellen im Raum (Geräte, Beleuchtung, Personen), Oberflächentemperatur der Umfassungsflächen, RLT-Systemwahl, d.h. Temperaturdifferenz Zuluft/Raumluft und Lüftungsart. Die zulässige Strömungsgeschwindigkeit beträgt etwa 0,2 m/s bei + 23 C bis 24 C Raumtemperatur (bei geringer körperlicher Aktivität der Personen) und steigt auf ca. 0,3 m/s bei + 26 C bis + 27 C Raumtemperatur an. Vorstehende Werte gelten für vielfach angewandte Lüftungssysteme mit turbulenter Luftzuführung. Turbulenzarme Verdrängungslüftung (Quelllüftung) unterschreitet die genannten Grenzwerte systembedingt erheblich. Lufttemperatur Die Lufttemperatur ist im Aufenthaltsbereich maßgebend. Sie wird in 1,50 m Höhe über dem Fußboden gemessen. Zulässige Toleranzen liegen üblicherweise bei +/- 0,5 K bei hohen Ansprüchen, sonst bei +/- 1,0 K. Über den Jahresverlauf werden zumeist gleitende Temperaturwerte der Raumluft, in Abhängigkeit von der Außentemperatur zugelassen (energiesparend). Der behagliche Temperaturbereich ist, bedingt durch die körperliche Aktivität der Personen im Raum, unterschiedlich. Bei üblicher Bürotätigkeit werden + 23 C bis 24 C als optimal empfunden, sofern die Temperatur der Umschließungsflächen etwa gleich der Raumlufttemperatur ist. Dieser Behaglichkeitswert gilt weltweit, egal ob in warmen oder kühleren Gebieten. Ab einer Außentemperatur von etwa + 26 C und darüber steigt die als behaglich empfundene Raumtemperatur gleitend an. Luftwechsel Ein Luftwechsel ist die Lufterneuerung im Raum, definiert mit x-fach pro Stunde. Ein Luftwechsel von z.b. 3 bedeutet, dass das Raumvolumen dreimal in der Stunde ausgetauscht wird. Hat ein Raum z.b. eine Fläche von 20 m² mit 3 m Raumhöhe, so ist dazu ein Volumenstrom von 20 x 3 x 3 = 180 m³/h erforderlich. Lüftung Austausch von Raumluft gegen Außenluft. Mindestluftwechsel Aus physiologischen Gründen vorgeschriebener kleinster Luftwechsel. Natürliche Lüftung Natürliche Lüftung über Fenster oder Schächte unter Ausnutzung der Thermik. Aufgrund der Dichtedifferenz unterschiedlich warmer Luft steigt die wärmere Luft nach oben, die kalte Luft fällt nach unten. Der außen vorhandene Wind unterstützt je nach Stärke und Windrichtung die natürliche Lüftung. Nachteilig ist dabei, dass wegen der naturgegebenen stark schwankenden Temperatur- und Windverhältnisse die sich einstellenden Volumenströme extrem stark variieren und nur in Grenzen beeinflussbar sind. Nennaufnahme Die im Dauerbetrieb unter definierten Bedingungen ermittelte elektrische Leistungsaufnahme des Klimagerätes. Sie ist nur für die elektrische Installation an das Versorgungsnetz maßgebend und wird von dem Hersteller auf dem Typschild angegeben. Oberflächentemperatur Die Oberflächentemperatur von Wänden, Decken, Fußböden und Fenstern beeinflusst das Behaglichkeitsempfinden wesentlich. Sie ist daher bei der Wahl der Soll-Lufttemperatur zu berücksichtigen. Da eine Kompensation über die Luftkonditionierung nicht in allen Bereichen möglich ist, muss ggf. die Einrichtungsplanung angepasst werden. Durch moderne Bautechniken wird diese Einflussgröße sehr viel besser berücksichtigt als früher (Wärmedämmung, Doppelfassaden etc.) Optimal sind Oberflächentemperaturen etwa gleich der Raumlufttemperatur. Prozessklima Produktionstechnisch bedingte Konditionen, die spezifisch definiert werden und von den Behaglichkeitsnormen abweichen. Je nach Art des Prozesses können z.t. strenge Anforderungen an die Einhaltung von Temperatur- und Feuchtewerten oder Staubgehalt gestellt werden, z.b. in Reinräumen für die Chip-Produktion. Raumlufttechnik Raumlufttechnik bezeichnet jede Art der Luftkonditionierung für Räume mittels natürlicher oder mechanischer Luftförderung. Folgende Luftbehandlungsfunktionen sind möglich: Luftfilterung Luftförderung Heizen Kühlen Befeuchten Entfeuchten. Redundanz Redundanz ist die Absicherung des unterbrechungsfreien Dauerbetriebs von Anlagen durch automatische Zuschaltung von Reserve- Aggregaten. So werden z.b. bei großen EDV-Räumen üblicherweise mehrere Geräte zur Kühlung eingesetzt, wobei mindestens ein Gerät als Reserve dient, falls eines ausfallen sollte oder zu Wartungszwecken abgeschaltet werden muss. 24