Ein bisschen Kältetechnik: So funktionieren Klimageräte

Der warmen Zimmerluft Wärme und Feuchtigkeit zu entziehen, das bewerkstelligen Klimageräte mit einem integrierten Kältemittel-Kreislauf. Dieses Kältemittel nimmt in flüssigem Zustand Wärme aus der Raumluft auf und wird dabei selbst gasförmig. Die gekühlte Luft wird in den Raum zurückgepustet. Das gasförmige Kältemittel gibt seine Hitze und Feuchtigkeit an die Abluft ab und wird dabei wieder flüssig.

(Bild: Heimo Cörlin)

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Klimageräte entziehen genau wie Kühlschränke der Innenluft Wärme und geben sie an die wärmere Außenluft ab. Dieses Kunststück gelingt, indem diese Geräte ein Kältemittel durch einen Kreislauf pumpen, der aus einem Hochdruck-Bereich (da ist das Kältemittel heiß) und einem Niederdruck-Bereich (da ist das Kältemittel kalt) besteht. Und so funktioniert's: 

1. Das Kältemittel nimmt Wärme auf: Das flüssige Kältemittel passiert das Drosselventil, das den Druck vermindert, es kühlt stark ab – das ist der Fahrradventil-Effekt. Dort wird das Ventil auch spürbar kalt, wenn Luft ausströmt. Das Kältemittel wird so kalt, dass es Wärme aus der Raumluft aufnehmen kann. Dabei geht das Kältemittel in einen gasförmigen Zustand über. Nur deshalb heißen die Kühlrippen, an denen die Innenraum-Luft entlanggeleitet wird, auch Verdampfer.

2. Das Kältemittel gibt die Wärme wieder ab: Das jetzt warme, gasförmige Kältemittel wird durch eine Pumpe (Verdichter oder Kompressor) in den Hochdruck-Bereich des Kühlkreislaufs geleitet. Dabei wird es so heiß, dass es Wärme an die Außenluft abgeben kann. So verflüssigt es sich wieder. Daher heißen die Heizrippen, an denen die Außenluft vorbeiströmt, Kondensator oder Verflüssiger. Anschließend spritzt das Kühlmittel wieder durchs Drosselventil und der Kreislauf beginnt von vorne...

Wie sich Klimageräte unterscheiden: Das Kühlgerät soll der Raumluft Wärme und Feuchtigkeit entziehen. Es muss diese Wärme an die Außenluft abgeben. In diesem Punkt unter­scheiden sich Klimageräte – je nachdem, ob es sich um mobile Geräte, Splitgeräte und Zweischlauch-Systeme handelt.

Hintergrund - Stichwort: Luftfeuchtigkeit

Ein entscheidender Effekt von Klimaanlagen ist das Verringern der Luftfeuchtigkeit. Denn Schwüle wird als besonders unangenehm empfunden. Und warme Luft kann viel mehr Feuchtigkeit aufnehmen als kalte.

Bei Normaldruck absorbiert ein Kubikmeter Luft bei zehn Grad Celsius bis zu 9,41 Gramm Wasser, bei 30 Grad können es dagegen bis zu 30,38 Gramm sein!

Das ist übrigens auch ein Grund, warum man feuchte Keller an heißen Tagen niemals lüften soll. Denn die heiße Luft transportiert automatisch relativ viel Feuchtigkeit, die im kühlen Keller sofort kondensiert. Zu meinen, feuchte Keller im Sommer trocknen zu können ist also ein Trugschluss!

Menschen empfinden Schwüle als besonders unangenehm – vor allem in der Wohnung. Und plötzlich versteht man, warum es in heißen Ländern nur Fliesen und Plastikstühle gibt. Denn Polster und Teppiche sind bei schwüler Hitze auf der Haut kaum zu ertragen.

Option 1: Mobile Klimageräte - Günstig im Preis, aber oft ineffizient

Sie sind schon für ein paar hundert Euro in jedem Baumarkt zu haben: mobile Klimageräte. Trotz hoher Watt-Zahlen – also einer hohen Leistung und damit hohem Stromverbrauch – kommen sie bei ihrer Wirkung in Tests höchstens auf ein "Befriedigend".

Es ist ein Fehler im System, der mobile Klimageräte so ineffizient macht: Sie verfügen nämlich über nur eine Schlauchdüse. Das hat zwei Nachteile:

Nachteil 1: Mit der Schlauchdüse wird die heiße Abluft nach außen transportiert – meist über ein Fenster, das dafür natürlich gekippt werden muss. Warme Luft von außen kann also durch den Spalt ins Zimmer strömen. Als Notbehelf gibt es Folien mit Klettverschluss, die den Spalt abdichten. Doch wer das Fenster dann nachts zum Lüften öffnen will, muss Schlauch und Folie täglich an- und abmontieren.

Nachteil 2: Zum Verflüssigen den Kältemittels wird Luft benötigt, die Hitze und Feuchtigkeit aufnimmt und dann als Abluft nach draußen geleitet wird. Während sich richtige Klimaanlagen diese Luft von außen holen, saugen mobile Klimageräte dazu Luft aus der Wohnung an. Dem Raum wird also – bereits gekühlte! – Luft entzogen, die dann als heiße Abluft nach draußen geleitet wird. Dadurch entsteht ein Vakuum-Effekt, so dass Luft aus angrenzenden Räumen nachströmt. Das verringert den kühlenden Effekt mobiler Klimageräte zu einem nicht geringen Teil. 

Fazit: Mobile Klimageräte sorgen zwar für Kühlung, verbrauchen aber wegen ihrer geringen Effizienz relativ viel Strom. Des­wegen sollten sie nur stundenweise und sehr gezielt eingesetzt werden. Die Geräte sind auch nicht leise: Vor allem der Kompressor sorgt für einen gewissen Geräuschpegel.

Beispiele für mobile Klimageräte namhafter Hersteller

De'Longhi PAC An 96: Sehr leistungsfähig. Durch eine separate Entfeuchtungsfunktion kann das Gerät bis zu 36 Liter pro Tag an Feuchtigkeit abführen. Energieeffizienzklasse A. Bei Amazon erhältlich.

Remko MKT 250 S-line: Relativ leichtes und kompaktes Gerät, ideal also für kleine Räume oder fürs Dachgeschoß mit Schrägwänden. Ebenfalls bei Amazon.

Option 2: Zweiteilige Splitgeräte - Aufwendig beim Installieren, dafür effizient und leise

Auf deutlich bessere Noten in Sachen Effizienz bringen es zweiteilige Splitgeräte. Das Innengerät – meist an der Wand installiert – beherbergt Verdampfer und Ventilator, der bei guten Geräten "flüsterleise" arbeitet. Damit ist Lärm schon einmal kein Thema mehr.

Das Außengerät kann am Balkon, der Terrasse oder der Fassade angebracht werden. Damit ist der geräuschvolle Kompressor nach außen verbannt. Außerdem kann die Luft, die später die Hitze und Feuchtigkeit des Kältemittels abtransportieren soll, problemlos von außen angesaugt werden. Das beim Innengerät anfallende Kondenswasser kann bei Splitgeräten meist durch natürliches Gefälle einfach nach draußen geleitet werden.

Natürlich sind solche Klimaanlagen teurer und müssen meist von Fachleuten installiert werden. Dafür sorgen sie effizient für Kühlung. Allerdings scheitert ihr Einsatz mitunter an baulichen Gegebenheiten. Denn das Außengerät darf keinen Nachbarn oder den Denkmalschutz stören. Gerade bei Dachwohnungen ist es oft nicht möglich, die Dachisolierung zu durchbohren, um Innen- und Außengerät zu verbinden.

Fazit: Splitgeräte punkten in Sachen Effizienz und arbeiten leise. Solche Klimaanlagen sind im Vergleich zu mobilen Klimageräten teurer und sollten von Fachleuten angebracht werden. Allerdings sind sie aus baulichen Gründen nicht überall zu installieren.

Tipp: Wer mit einer Anschaffung liebäugelt, sollte sich im Winter oder Frühjahr darum kümmern. Denn im Sommer sind Kälte­techniker mit der Wartung von Geräten beschäftigt und haben wenig Zeit für Ins­tallationen. Und es gibt Frühbucher-Rabatte.

Option 3: Zweischlauch-Systeme, eine Alternative, falls Splitgeräte baulich nicht möglich sind

Wer keine Möglichkeit hat, ein Splitgerät anzubringen, kann zu einem Zweischlauchsystem greifen. Im Gegensatz zu mobilen Geräten wird bei ihm die Luft zur Kühlung des Gerätes über den zweiten Schlauch von außen geholt. Das macht die Geräte effizienter. Was bleibt, ist das Problem, die Luftschläuche zu verlegen. Das Beste ist, dafür zwei Löcher von jeweils etwa 15 Zentimetern Durchmesser durch die Hausmauer nach draußen zu bohren. Allerdings war das Gerät damit die längste Zeit mobil. Außerdem scheitert das bei Dachwohnungen oft auch, wegen der Gefahr, die Dachisolation zu beschädigen. In jedem Fall ist das ein Eingriff in die Bausubstanz, die Mieter mit Eigentümern absprechen müssen. Eine andere Lösung: Für Terrassen- oder Balkonschiebetüren gibt es Blenden mit runden Aussparungen, an die der Schlauch angeschlossen werden kann. Und manchmal tüfteln Kältetechniker auch ganz eigene Konstruktionen aus.

Fazit: Zweischlauch-Systeme sind effizienter als mobile Klimageräte. Es bleibt jedoch das Problem, wie die Schläuche am besten verlegt werden. Schließlich können nicht überall ein­fach Löcher durch die Wand gebohrt werden. 

Beispiel für Zweischlauch-Gerät

Bei dem Modell ACP 24 von Stiebel Eltron können die beiden Schläuche über ein geöffnetes oder gekipptes Fenster nach außen geführt werden. Noch besser ist es, das Gerät fest zu installieren, um die Luft über Löcher in der Wand abzuführen. Bei Amazon erhältlich.

Gesetzliche Anforderungen zum Klimaschutz

Zum 1. Januar 2013 ist eine EU-Verordnung in Kraft getreten, die für Klimageräte und Komfortventilatoren umweltgerechte Mindeststandards festlegt – im Hinblick auf Energieeffizienz, Stand-by und Geräuschpegel. Diese Anforderungen der Ökodesign-Richtlinie gelten für Klimageräte bis 12 Kilowatt Leistung sowie für Ventilatoren bis 125 Watt. Die technischen Anforderungen werden in einer zweiten Stufe ab 1. Januar 2014 nochmals strenger gefasst. Weitere Informationen dazu gibt es beim Umweltbundesamt.

Und ohne Klimaanlage? Tipps zum Kühlen von Räumen

Vereinzelt bleibt die ernüchternde Erkenntnis, dass es bei bestimmten Wohnungen keine effiziente Art der Klimatisierung mittels Klimagerät gibt. Doch es geht vielleicht auch ohne. Hier ein paar Tipps, wie heiße Tage auch in einer Dachwohnung gut zu überstehen sind: 

Fächer und Ventilatoren: Eigentlich bringen Ventilatoren gar nichts. Denn sie wirbeln die warme Luft nur herum, ohne sie zu kühlen. Damit sinkt die Temperatur im Raum kein bisschen, auch die Luftfeuchtigkeit bleibt. Trotzdem wird die herumwirbelnde Luft als wohltuend kühl empfunden. Besser als nichts. Die umweltfreundliche Variante: Mit einem Fächer ist der gleiche Effekt ohne jeden Stromverbrauch zu erzielen.

Wanne mit Wasser: Schreibtisch-Täter können an heißen Tagen eine Wanne mit kaltem Wasser für die Füße unter den Schreibtisch stellen. Auch ein feuchter Waschlappen für Nacken, Gesicht und Oberarme erfrischt. Er kann samt Wasserschüssel einfach griffbereit stehen.

Clever lüften: Besonders wirkungsvoll gegen die Hitze im Haus ist das Lüften am frühen Morgen nach Sonnenaufgang. Denn mit den ersten Sonnenstrahlen kommen die Luftmassen so richtig in Bewegung, erst dann kühlt die Luft im Hochsommer richtig ab. Frühaufsteher sollten die Gunst der Stunde nutzen und alles aufreißen, um durchzulüften. Sobald die Luft draußen anfängt, sich zu erwärmen, Fenster und Türen schließen, Jalousien und Rollläden herunterlassen. Rollläden halten übrigens enorm viel Hitze ab. Vor allem bei flachen Dachfenstern sind Außenrollläden ein Muss. 

Illustrationen: Heimo Cörlin/Pixabay

Mondstein, am 28.11.2012
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