KLIMATECHNIK MIT KÄLTETECHNIK

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Markus Wagner
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1 DIPL-ING. CLAUS IHLE KLIMATECHNIK MIT KÄLTETECHNIK SCHRIFTENREIHE»DER HEIZUNGSINGENIEUR«4. Auflage 2006 WERNER VERLAG

2 Inhaltsverzeichnis Vorwort Abbildungs- und Tabellenverzeichnis Literaturhinweise XI XIII XV 1. Bedeutung und Aufgaben der Klimatisierung Notwendigkeit und Anwendung - Entscheidungskriterien Entwicklung und Probleme Historie und Tendenzen Die Klimatisierung im Kreuzfeuer der Kritik - Gegenmaßnahmen 7 2. Raumklima und Behaglichkeit Behaglichkeitskomponenten Thermische Einflussgrößen Chemische Einflussgrößen Physikalische Einflussgrößen Optische Einflussgrößen Sonstige Einflussgrößen Grundlagen der Wärmephysiologie Temperaturregelung des menschlichen Körpers Wärmeabgabe des Menschen Thermische Behaglichkeitskomponenten Raumlufttemperatur Raumluftfeuchte Raumumschließungsflächentemperatur (Strahlungsasymmetrie) Einfluss der Luftbewegung auf die Behaglichkeit - Zugerscheinung Luftqualität - Sick-Building-Syndrome" (SBS) Die Klimaanlage - Systeme und Bauteile - Bauteilkühlung Technikzentrale Kammerzentrale (Klimazentrale) - Bauteile Wärmeübertrager Lufterwärmer (Heizregister) Luftkühler Luftbefeuchter in der Zentrale Verdunstungsbefeuchter Luftwäscher (Sprühdüsenbefeuchter) Wasserprobleme - Wasserbehandlung - Hygiene Dampf-Luftbefeuchter Elektrischer Dampf-Luftbefeuchter Dampfbefeuchtung mit Fremddampf Übersicht von Klimaanlagen und Klimageräte NUR-Luft-Systeme Einkanal-Klimaanlagen 75 V

3 3.6.2 Zweikanal-Klimaanlagen WS-Anlagen -Volumenstromregler LUFT-WASSER-Systeme Ventilatorkonvektoren (Klimatruhen) Induktionsklimaanlagen Quellluft-Induktionsgeräte Kühldecken - Bauteilkühlung Deckenkühlkonvektoren (Kühlbalken), Kühlsegel Passive Kühlbalken Aktive Kühlbalken - Dimensionierung Flächenkühldecken Betonkernaktivierung Die Luftfeuchtigkeit in der Raumlufttechnik Zustandsgrößen und Gesetze feuchter Luft Wasserdampfdruck-Absolute Feuchte Relative Feuchtigkeit Taupunkttemperatur-Schwitzwasserbildung Wasserdampfdiffusion Enthalpie feuchter Luft Feuchtkugeltemperatur - Psychrometer Übungsaufgaben zur Feuchtluft Bedeutung der Luftfeuchte - Einfluss falscher Luftfeuchtigkeit Folgen von zu hoher Luftfeuchtigkeit Folgen von zu geringer Luftfeuchtigkeit Maßnahmen zur Änderung der Luftfeuchtigkeit Messung der Luftfeuchtigkeit - Messgeräte Reinhaltung der Luft - Luftfiltrierung - Hygienerichtlinien Verunreinigung in der Luft Außenluftbelastung - Umweltschutz Verunreinigungen in der Raumluft Grundlagen der Filtertechnik Staubarten-Staubgehalt-Staubabscheidung Aufgaben -Auswahlkriterien -Anforderungen an Luftfilter Filterklassen und Einsatzgebiete Filter-Prüfverfahren Investitions- und Betriebskosten Wartung von Filteranlagen Filterarten-Filterbetrieb Metallfilter Trockenschichtfilter" aus Faserstoffen - Filterbauarten (Filterzellen, Kompakt-, Taschen-, Rollband-, Kanalfilter) Schwebstoff-Filter Elektrofilter (Elektrostatische Abscheider) Aktivkohlefilter (Gasadsorptionsfilter) Mehrstufenfilter Spezielle Filter-Sonderbauarten Reinraumtechnik Luftqualität - Hygienische Anforderungen -VDI Anforderungen an Planung, Ausführung und Betrieb nach VDI 6022 Blatt VI

4 5.5.2 Hygienekontrollen - Hygieneinspektionen - Hygieneschulungen VDI 6022 Bl Hinweise zu VDI 6022 Blatt 2 (E) Dezentrale Klimatisierung (Direktverdampfungs- und Hydrosysteme) Raumklimageräte - Be- und Entfeuchtungsgeräte Kompaktklimageräte für Fenster- und Wandeinbau (Direktverdampfung) Aufbau und Wirkungsweise Hinweise für die Planung, Montage und Betrieb Mobile Raumklimageräte Kompaktklimageräte als Standgerät (Direktverdampfung) Klimatruhen Schrankgeräte Klimageräte im Splitsystem (Direktverdampfung) Split-Innenteil - Bauarten (Wand-, Truhen-, Schrank-, Decken-, Kassetten- und Kanaleinbaugeräte) Split-Außenteil -Verbindung von Innen- und Außenteil Mobile Splitgeräte VRF-Multisplitsysteme Hydro-Systeme-Ventilatorkonvektoren Hydro-Multisplitgeräte (Wand-, Kassetten-, Decken- und Zwischendeckengeräte) Ventilatorkonvektoren als Truhengeräte Gerätebeschreibung - Bauteile Geräteauswahl und Montage Hinweise zur Regelung von Klimatruhen" Kaltwassererzeuger Befeuchtungsgeräte Verdunstungsgeräte Befeuchtung durch Wasserzerstäubung Verdampfungsgeräte Entfeuchtungsgeräte - Raumtrockner Klimageräte, die keine sind Kühllastberechnung -VDI Begriffe - Raumbelastungen - Wärmespeicherung Innere Kühllast Kühllast durch Personen Q P Kühllast durch Beleuchtung Q B Kühllast durch Maschinen und Geräte Q M Kühllast durch Stoff durchsatz Q G Sonstige Wärmezu- und -abfuhr Q c Kühllast über Innenflächen aus Nachbarräume Q R Äußere Kühllast Außenklima-Sonnenstrahlung Kühllast durch Außenwände und Dächer Kühllast durch Fenster - Sonnenschutz Transmissionswärme durch Fenster Kühllast infolge Sonnenstrahlung durch Fenster- Sonnenschutzmaßnahmen Kühllastberechnungen infolge Sonnenstrahlung durch Fenster (Beispiele) 291 VII

5 7.3.4 Kühllast und Infiltration Überschlägliche Kühllastberechnung - Geräteauswahl Kühllastberechnungssoftware Volumenstrombestimmung für Klimaanlagen Volumenstrombestimmung vorwiegend nach der Lüftungsforderung - Außenluftvolumenstrom Zuluftvolumenstrombestimmung nach den thermischen Lasten Übungsaufgaben zur Volumenstrombestimmung Volumenstromregelung h,x-diagramm und Berechnungsbeispiele h,x-diagramm -Zustandsgrößen Zustandsänderungen - Lasten und Leistungen - Berechnungen anhand des h,x-diagramms Luftmischung - Mischluftzustand Lufterwärmung -Wärmeübertragerleistung Luftbefeuchtung durch Verdunstung und Zerstäubung Luftbefeuchtung mittels Dampf- Randmaßstab Luftkühlung und Luftentfeuchtung - Kühlerleistung Entfeuchtung mit Adsorptionsstoffen Taupunktgeregelte Klimaanlage im h,x-diagramm Zusammenfassung aller vorstehenden Zustandsänderungen - Richtungsverlauf im h,x-diagramm Sorptionsgestützte Klimatisierung (SGK) Luftführung in Räumen - Planungsbeispiele Mischströmung - Merkmale -Anwendung Verdrängungsströmung - Bauarten Schichtenströmung - Quellluftsysteme Merkmale-Bauarten-Auswahl Quellluft-Induktionsgeräte Auswahl- und Planungsbeispiele Planungsgrundlagen - Betrieb - Wirtschaftlichkeit Allgemeine Planungsanforderungen Kostenfragen und Wirtschaftlichkeit Berechnung der Wirtschaftlichkeit Kostenarten Planung und Energieeinsparung Gebäudeplanung und Klimatechnik Wärmerückgewinnung (WRG) bei RLT-Anlagen Regeneratoren mit drehendem Wärmeübertrager Rekuperatoren - Plattenwärmeübertrager Kreislaufverbundsystem (KVS) Wärmerohr Wärmepumpe Hinweise zur Planung und Betriebsweise von WRG-Anlagen (Zusammenfassung) Abnahme von Klimaanlagen Wartung und Instandhaltungsmaßnahmen bei Klimaanlagen Wartung Instandhaltung Instandsetzung 408 VIII

6 12. Hinweise zur Klimatisierung verschiedener Gebäude Wohngebäude Bürogebäude Datenverarbeitungsräume Hotelgebäude Versammlungsräume Verkaufsstätten-VDI Museen Krankenhäuser Fertigungsstätten - Produktionshallen Schwimmhallen Kältetechnik Bedeutung und Anwendung Kühlsysteme ohne Kältemaschine Freie Kühlung - Nachtlüftung Kühlung mit Grundwasser Adiabatische Kühlung ( Verdunstung") Kältekreislauf und Kälte-Klimasysteme Kreislauf der Kältemaschine Übersicht über Kühlverfahren in RLT-Anlagen Wärmeaufnahme und -abgäbe bei Kälte- und Wärmepumpensystemen Direkte Kühlung Indirekte Kühlung - Kaltwassererzeugung Luftgekühlte Verflüssiger Wassergekühlte Verflüssiger Rückkühlung durch Kühlturm Wärmepumpe Temperaturen, Massen- und Wärmeströme Temperaturen bei Klima-Kälte-Systemen Temperaturen bei der Wärmepumpe Massen- und Wärmeströme, Wärmetauscherfläche Der Kältekreislauf im h,log p-diagramm Zustandsgrößen im h,log p-diagramm Zustandsänderungen im h.log p-diagramm Überhitzung und Unterkühlung Sauggasüberhitzung Flüssigkeitsunterkühlung Volumenbezogene Kälteleistung - Liefergrad Leistungszahl -Verdichterleistung ;' Leistungszahl beim Kälteaggregat e K Leistungszahl bei der Wärmepumpe e w Carnot-Leistungszahl -T,s-Diagramm Verdichterleistung - Klemmleistung Übungsaufgaben (h.logp-diagramm) Bauteile der Kälteanlage Verdampferbauarten Verflüssigerbauarten Wassergekühlte Verflüssiger Luftgekühlte Verflüssiger Verdunstungsverflüssiger 487 IX

7 Verdichterbauarten Hubkolbenverdichter Rotationskolbenverdichter Turboverdichter Expansionsventil (Volumenstromregler) Kühlturmbauarten Kältemittelleitungen, Geräte, Armaturen und Sicherheitseinrichtungen Kältemittel-Öle-Sole Anforderungen an die Kältemittel Einteilung, Merkmale, Auswahl von Kältemittel Kältemaschinenöle Sole Regelung der Kälteanlage (Luftkühlanlagen) Regelung des Verdichters Regelung des Kältekreislaufs Regelung bei der Kaltwasserkreislaufs Kälteerzeugungsverfahren Kompressionskältemaschine Absorptionskältemaschine Sonderformen der Kälteerzeugung (Dampfstrahlkältemaschine, Adsorptiuonskältemaschine, Thermoelektrischer Kälteprozess (Peltierkühlung) Kältespeicherung Kaltwasserspeicher (Pufferspeicher) Eisspeicher (Latentspeicher) Schaltschema von Kälteanlagen Wiederholungs- und Prüfungsfragen DIN-Normen und VDI-Richtlinien in der Raumlufttechnik (Auswahl) 566 Sachwortverzeichnis 569

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