Sie sind hier: Klima-Lexikon > Technik
24.10.2017

Klima-Lexikon

Wärmepumpen

Klimaanlagen können bei Außentemperaturen bis zu -20°C sehr effizient Heizen, bei einer Leistungsaufnahme von 1.250 Watt, erbringen gute Systeme eine Heizleistung von 4.500 Watt (Raumtemp. 20°C, Außentemperatur 7°C).

Laut und Leise

Wie laut sind Innenteile von Klimaanlagen?
Zum Vergleich:
80 dB/A     Hauptverkehrsstraße
60 dB/A     Fernseher, Zimmerlauts.
50 dB/A     Gespräch
45-55 dB/A Panasonic Außengeräte
30 dB/A     Flüstern
20-30 dB/A Panasonic Innengeräte

Der Fachmann

Alle Gewerbe, Handwerke und Künste, haben durch Ihre Verteilung der Arbeiten gewonnen, da nämlich nicht einer alles macht, sondern jeder sich auf gewisse Arbeit, die sich, ihrer Behandlungsweise nach , von andern merklich unterscheidet, einschränkt, um sie in der größten Vollkommenheit und mit mehrerer Leichtigkeit leisten zu können. Wo die Arbeiten so nicht unterschieden und verteilt werden, wo jeder ein Tausendkünstler ist, da liegen die Gewerbe noch in der größten Barbarei.   Imanuel Kant, 1785
Das war vor über 200 Jahren richtig, und gilt noch, oder besonders, heute.
Eine Klimaanlage ist ein kältetechnisches System. Der originäre Fachmann für diese Technik ist der „Kälteanlagenbauer“. Er sollte zusätzlich über produktspezifische Kenntnisse   (Hersteller-Seminare) und Marktkenntnis verfügen. Für Wartungspersonal an Klimaanlagen ist zwingend eine Schulung nach VDI 6022 (Hygieneverordnung) vorgeschrieben.

Welche Kühlleistung ist erforderlich?

Die benötigte Kühlleistung hängt ab von der sogenannten Kühllast. Diese Kühllast besteht aus den Wärmequellen im Raum, z.B. Wärmeabgabe durch Menschen und elektrischen Geräte wie Lampen oder Computer, und Wärmenergie von Außen durch Strahlung und Wärmeleitung durch Wände und Decken. Eine detaillierte Kühllastberechnung gem. VDI-Lüftungsregeln berücksichtigt alle diese und weitere Einflussfaktoren und bestimmt so die erforderliche Kühlleistung. Für eine überschlägige Berechnung kann man von etwa 70 – 100 Watt je m² Wohn oder Nutzfläche ausgehen. Große Fenster, eventuell ohne Abschattung, haben gravierenden Einfluss, ebenso muss z.B. in Computerräumen unbedingt die elektrische Gesamt-Anschlussleistung aller Geräte bekannt sein.

Können mit einem Innenteil mehrere Räume klimatisiert werden?

Zunächst gilt: Der Raum in dem das Innenteil installiert ist, wird klimatisiert. Unter bestimmten Umständen können angrenzende Bereiche oder Räume in gewissem Umfang partizipieren, von einer "echten" Klimatisierung kann aber in der Regel nicht ausgegangen werden.

Im Innenteil befindet sich der Fühler für die tatsächlich gegebene Raumtemperatur am Montageort. Ist dort die gewünschte Temperatur erreicht, wird die Kältemaschine ausgeschaltet. Der Fühler erfasst zunächst nicht die Temperaturen in angrenzenden Räumen.

Die Kühlleistung soll aus vielen Gründen (Anschaffungs - und Betriebskosten, Schalldruckpegel...) zum zu klimatisierenden Raum passen. Die Kühlleistung zu erhöhen, um angrenzende Räume zu Kühlen ist nicht sinnvoll, weil Zugluft-Probleme zunehmen können, und dennoch keine Gewähr für eine vernünftige Klimatisierung dieser Räume gegeben ist.
Die Klimaanlage wird den eigentlich zu klimatisierenden Raum schnell "herunter  Kühlen"  bevor in den angrenzenden Räumen  eine deutliche Abkühlung erreicht werden kann.

Bei einer entsprechenden Platzierung des Innenteiles (gegenüber der Raumtür), und einem kontinuierlichen Betrieb, kann  ein Nutzen für angrenzende Bereiche möglich sein.

Welche Innengerätebauart ist die Richtige?

Ob ein Wandgerät das geeignete Innenteil ist oder besser ein Truhengerät oder ein Kassetten- oder Kastengerät, hängt von vielen Faktoren ab:

  • Wandgeräte blasen kalte Luft schräg nach unten in den Raum, nach 1,5 bis 2m ist diese kalte Luft in Kopfhöhe (sitzend, normale Raumhöhe). In einem Bereich von ca. 1,5 - 4 m unmittelbar vor dem Ausblasgitter muß mit Zugluft gerechnet werden. Wandgeräte sind bei gleicher Kühlleistung die preisgünstigste Bauart. Im privaten Bereich sind sie die erste Wahl.
  • Truhengeräte blasen die Kaltluft nach oben in den Raum, was dazu führt, dass diese Luft sich zunächst mit der Raumluft mischt. Der "Strahlweg", also die Strecke die die Ausblasluft zurücklegt, bis sie in den Aufenthaltsbereich kommt, ist länger. Zugluft kann so oft vermieden werden. Manchmal ist die Truhe optisch günstiger, weil sie in Bodennähe (ähnlich wie ein Heizkörper) montiert wird, sie verschwindet so oft aus dem unmittelbaren Blickfeld.
  • Kassetteneinbaugeräte werden dort eingesetzt, wo eine abgehängte Decke vorhanden ist, (min 250 - 300mm). Sie blasen die Kaltluft über 1 bis 4 Auslassöffnungen in den Raum, zunächst der Decke entlang. Eine elegante Lösung, die keinen Platz an Wänden (für Regale/Schränke) verbaut. Im privaten Bereich eher unüblich.
  • Kastengeräte kommen zum Einsatz wo ein oder mehrer Räume gleichzeitig mit einer Anlage klimatisiert werden sollen. Im privaten Bereich bieten sich die Räume unter einem Dachboden an, weil dort die gesamte Technik bestehend aus Kastengerät und Lüftungskanälen  untergebracht werden kann. In die Zwischendecke werden Lüftungsgitter eingebaut.
  • Deckengeräte, manchmal auch Flexigeräte genannt, werden unter die Decke montiert, aber auch (Flexigeräte) an die Wand in Bodennähe bzw. an schrägen Wänden (Dachboden). Reine Deckengeräte finden im privaten Bereich kaum Anwendung, ein schneeweißer "Reisekoffer" im Wohnzimmer an der Decke ist nicht das was Sie haben möchten.

Wohin mit dem Außenteil?

Wie der Name schon sagt, das Gerät soll mittels Wand- oder Bodenkonsole nach Außen, im Freien montiert werden.
Dabei ist zu beachten:

  • so nah wie Möglich an das Innenteil, bis zu max. 70m, bei kleinen Systemen bis zu 20m,
  • es darf zwischen 3 und 30m höher bzw. tiefer als das Innenteil sein,
    (Hersteller und Leistungsabhängig)
  • ausreichender Abstand zu Geräuschsensiblen Bereichen (Nachbarn...),
  • wenn Möglich "schattig", ist aber nicht zwingend,
  • nach Möglichkeit nicht auf Hausdächern, (nur kleine Geräte, wegen Körperschall-Übertragung)
  • nicht ohne besondere Maßnahmen in geschlossenen Räumen (Keller, Dachboden usw.) montieren, geöffnete Fenster reichen nicht aus,
  • nicht in zu enge und tiefe Schächte einbauen, Umbauten und Einhausungen nur unter Beachtung spezifischer Maßnahmen,

Welche "Lebensdauer" haben Klimaanlagen?

Entscheidende Faktoren sind:

  • Qualität der Geräte. Man weiß, in der Regel gibt es einen Zusammenhang zwischen Preis und Qualität. Sie fahren nicht das billigste Auto, oder haben das billigste Fernsehgerät. Und Sie wissen auch genau warum das so ist. Unsere Kunden erwarten von uns gute und solide  Klimatechnik zum angemessenen Preis.
  • Ist eine fachgerechte kältetechnische Installation und Inbetriebnahme erfolgt?
  • Finden turnusmäßige Überprüfungen/Wartungen statt?

Für die von uns installierten Anlagen sagen wir: Mindestens 10-15 Jahre sollen die Systeme ohne größere Reparaturen arbeiten, viele Anlagen sind noch wesentlich älter. Um das zu erreichen, arbeiten wir nur mit den besten Herstellern zusammen, wie zB. Daikin oder Panasonic.

Was ist ein Inverter?

Ein Inverter ist eine Art Leistungsanpassungsregelung, die auf elektronischem Wege die Drehzahl des Verdichters (Kompressor) einer Klimaanlage regelt. Die Technik wird sowohl in Mono- als auch Multi-Splitsystemen eingesetzt. Der Kompressor fördert immer nur die Kältemittelmenge zum Innenteil, die zur Erbringung der aktuellen Kühlleistung notwendig ist. Die Temperaturregelung im Innenteil "sagt" dem Inverter zB.: Die Differenz zwischen gewünschter und tatsächlicher Raumtemperatur ist sehr groß, mit der Folge, dass der Verdichter seine volle Leistung (Drehzahl) erbringt um diese Differenz möglichst schnell zu reduzieren. Verringert sich die Differenz  ( zwischen Soll- und Istwert) , reduziert der Inverter die Drehzahl des Verdichters und damit auch seinen Stromverbrauch.

Auf diese Weise wird die gewünschte Raumtemperatur etwa doppelt so schnell erreicht wie bei Nicht-Inverter-Modellen.
Ein Vergleich mit dem Autofahren macht es deutlich:

  • Invertertechnologie bedeutet, rasch beschleunigen, dann vernünftig mit dem Gaspedal die Geschindigkeit dem Verkehrsfluss anpassen.
  • Nicht-Inverter-Technik bedeutet, losfahren mit Vollgas, dann die Geschwindigkeit durch permanent wechselndes Gasgeben und Bremsen (Verdichter über die Temperaturregelung Ein oder Aus) "regeln"

Inverter-Modelle haben einen sparsameren Energieverbrauch, sie sind leiser und reagieren flexibler bei schwankendem Kühlleistungsbedarf. Sie haben die besten Leistungszahlen (Verhältnis von zugeführter elektrischer Energie zu abgegebener Wärmeenergie) sowohl im Kühl-, als auch im Wärmepumpen - Heizbetrieb.

In einem Multi-Split-Außenteil ist die Inverter-Technik unschlagbar. Je nach Anzahl der gerade betriebenen Innenteile, bzw. der von diesen geforderten Kühlleistung, wird die Kompressorleistung stufenlos dem Bedarf entsprechend geregelt. Werden Innenteile nicht betrieben, oder ist die Raumtemperatur erreicht, steht sofort die maximale Kühlleistung an den verbliebenen Innenteilen zur Verfügung.

Klimaanlagen werden nach Maximalwerten bzgl. Außentemperatur und niedrigster gewünschter Raumtemperatur ausgelegt. Wir haben aber nicht immer 33°C im Schatten. Bei deutlich niedrigeren Temperaturen soll auch gekühlt werden, dann ist eine herkömmliche Anlage aber eigentlich zu "groß". Sie beginnt zu Takten. Inverter-Anlagen liefern bei geringerer Anforderung auch nur die wirklich benötigte Kühlleistung.

Heute beim Neuerwerb auf Inverter-Technik zu verzichten ist etwa so, als würden Sie beim Kfz-Händler ein neues Auto bestellen, sich aber mit der Technik von vor 10 Jahren begnügen wollen!

 

Energieeffizienz und Leistungszahl

Die Energieeffizienzklasse trifft eine Aussage darüber, wie effektiv die eingesetzte elektrische Energie durch die Klimaanlage in nutzbare thermische Energie, sprich Kühl-oder Heizleistung umgesetzt wird.

Klassen-Einteilung:
Von A für hohe Energieeffizienz, also niedriger Stromverbrauch,
bis G für niedrige Energieeffizienz also hoher Stromverbrauch.

Für Klimaanlagen sind sogenannte Leistungszahlen für die Energieeffizienz international genormt:
EER  =  Energy Effizency Ratio bezieht sich auf die Leistung beim Kühlen
COP =  Coefficent of Performance bezieht sich auf die Leistung beim Heizen.

Beispiel:
EER  =  4,03 bedeutet, 4,03 kW Kühlleistung bei nur 1 kW Stromverbrauch
COP =  3,72 bedeutet, 3,72 kW Heizleistung bei nur 1 kW Stromverbrauch

Um die Energieeffizienzklasse A zu erreichen, muss ein EER von mindestens 3,20 bzw. ein COP von mindestens  3,60 mit der Klimaanlage realisierbar sein.

Die von unseren Herstellern vertriebenen Klimaanlagen erreichen zT. EER - Werte  bis zu 5,00 und COP-Werte  zwischen 4,10 bis 5,10. Besser geht`s nicht.

 

Mit der Klimaanlage heizen?

Klimaanlagen sind sowohl als reine Kühlsysteme, aber auch als Wärmepumpen-Klimaanlagen mit der zusätzlichen Funktion "Heizen" lieferbar. Für diese Wärmepumpen-Heizfunktion wird nicht etwa eine Elektroheizung eingebaut, es wird durch ein "Umkehrventil" im Außengerät der Kältekreislauf der Klimaanlage  umgestellt.  Am Außengerät  wird  jetzt Wärmeenergie  aus der Außenluft  aufgenommen und  am Innengerät  an die Raumluft abgegeben. Eine Wärmepumpen-Klimaanlage unterscheidet sich äußerlich durch nichts von "Nur-Kühlen-Systemen. Sie kostet jedoch je nach Bauart und Leistung zwischen 250,-- und 500,-- EUR mehr. Zum Teil gewähren die Stromversorger Zuschüsse, die oft diese Mehrkosten decken.

Diese Klimaanlagen können selbst bei Außentemperaturen von -15°C zT. bis -20°C sehr sicher und effizient Heizen. Die Leistungsangaben der Hersteller beziehen sich auf eine Außentemperatur von +7°C, bei einer Raumtemperatur von +20°C .

Bei 0°C Außentemperatur messen wir Ausblastemperaturen an Innengeräten von 40°C, bei Raumtemperaturen von 19,5°C !

Inverter-Wärmepumpen-Klimasysteme sind den meisten Heizsystemen (Öl, Gas, Elektrospeicher oder Elektroheizung) bzgl. Energieverbrauch und Energiekosten zum Teil deutlich überlegen.  (Siehe "Energieeffizienz / Leistungszahl") 

Wenn Sie zB. einen Elektroheizstrahler oder einen Heizlüfter mit einer Heizleistung von 2000 Watt betreiben, dann müssen Sie auch 2000 Watt an elektrischer Energie aufwenden. Mit der gleichen elektrischen Energie würde ein gutes Wärmepumpen-Klimasystem jedoch eine Heizleistung von 6000 bis 8000 Watt realisieren! Umgekehrt: Brauchen Sie nur eine Heizleistung von 2000 Watt, würde Ihre Wärmepumpen-Klimaanlage nur ca. 500 Watt elektrische Energie dafür benötigen.

Besonders sinnvoll ist der Einsatz von Wärmepumpen-Klimaanlagen bei uns in Deutschland in den "Übergangszeiten" im Frühjahr und im Herbst, wenn die Heizung schon, oder noch ausgeschaltet ist. In kurzer Zeit haben Sie angenehme Raumtemperaturen zum Wohnen und Arbeiten.

 

Wer darf Klimaanlagen montieren / warten?

Ab Juli 2008 dürfen gemäß  ChemKlimaschutzV (EG Nr.: 842/2006 ) nur noch zertifizierte Personen Installationen, Wartungen  und Prüfungen an Kälte- und Klimaanlagen durchführen. Das gilt auch für die Rückgewinnung von Kältemitteln aus solchen Anlagen.  Das bedeutet, nicht nur das Unternehmen, sondern jede Person  muss bei Umgang mit Kälte- und Klimaanlagen ein Zertifikat nachweisen können.

Wir gelernten Kälteanlagenbauer werden ohne weitere Schulung zertifiziert, alle anderen Personen müssen eine entsprechende Sachkunde durch eine Schulungsmaßnahme erlangen.

Nicht mehr zulässig ist die bislang geübte Praxis, der Installation von Klimaanlagen mit fluorierten Kältemitteln aus Baumärkten durch Laien.