Die Kälte- und Klimatechnik gehört zweifelsohne zu den wichtigen Themen des 21. Jahrhunderts. Nutzungseffektivität, Energieeffizienz, günstige Kostenlage der gesamten Wertschöpfungskette und nicht zuletzt optimale Temperaturen bzw. ein optimales Klima (im privaten als auch gewerblichen Sektor) spielen eine wichtige Rolle. Neben alltäglichen Anwendungen benötigen dabei auch industrielle Prozesse und gewerbliche Anwendungen die richtige Temperatur respektive die richtigen Kälte- und Klimalösungen. Auch wenn die Klimatechnik und die Kältetechnik eng zusammenhängen, so sind sie im Grunde genommen zwei autarke Teildisziplinen. Im Folgenden finden Sie einen Überblick über Funktionsweisen und Einsatzgebiete dieser beiden Techniken bzw. Disziplinen.
Kältetechnik: Das Funktionsprinzip beruht auf vier Arbeitsschritten
Dabei verfügt eine Kälteanlage grundsätzlich über folgende vier Hauptkomponenten, wobei bei Kältemaschinen – je nach Verwendungszweck und Bauart – noch zusätzliche Bauteile für die Regelung und Sicherheit zum Einsatz kommen:
- Verdichter (alternative Bezeichnung: Kompressor, Kapsel);
- Verflüssiger (alternative Bezeichnung: Kühler, Kondensator);
- Drosselorgan (alternative Bezeichnung: Expansionsventil, Einspritzer);
- Verdampfer (alternative Bezeichnung: Kälteerzeuger, Kühler).
Analog dieser vier Hauptbauteile ist das Funktionsprinzip einer Kälteanlage auch auf vier Arbeitsschritte ausgerichtet. Im ersten Arbeitsschritt saugt der Kompressor bzw. der Verdichter das Kältemittel, das als gasförmiger Arbeitsstoff definiert werden kann, aus dem Verdampfer an. Dort wird das Kältemittel dann entsprechend verdichtet bzw. auf einen höheren Druck gebracht. Dabei entsteht Wärme, die vom Kältemittel aufgenommen wird. Das nun komprimierte Gas wird im zweiten Arbeitsschritt in den Verflüssiger geleitet, in dem es anschließend unter annährend gleichbleibenden Druck kondensiert und somit wieder abgekühlt wird.
Über den Expansionsprozess zum Verdampfungsprozess
Durch den Wärmeentzug respektive durch die Kondensation verflüssigt sich das Kältemittel vollständig. Im dritten Arbeitsschritt kommt es dann zum Expansionsprozess. Dieser setzt ein, sobald das flüssige Kältemittel zum Drosselorgan bzw. Expansionsventil gelangt; dabei entspannt es sich durch die Druckabsenkung vom Verflüssigungsdruck auf den Verdampfungsdruck. Innerhalb dieses Vorgangs verdampft das Kältemittel letztendlich, wobei die hierfür erforderliche Wärme von dem Flüssigkeitsdampfgemisch aus der Umgebung, die also abkühlt, gezogen wird. Dies wird allgemein als Verdampfungsprozess bezeichnet. Solange der Kompressor in Betrieb bleibt, läuft der komplette Vorgang ununterbrochen.
Die Kältetechnik kommt in zahlreichen Bereichen zum Einsatz
Die Kältetechnik wird bevorzugt in der Lebensmittelindustrie sowie im Lebensmittelhandel respektive in der Gastronomie und Hotellerie eingesetzt. Kälte hält Lebensmittel über einen längeren Zeitraum sowie gegebenenfalls über verschiedene Klimazonen – durch den Aufbau weltweit unterbrechungsfreier Kühlketten – hinweg frisch (hier: Tiefkühlung). Zudem gilt die Kältetechnik als entscheidende Schlüsselkomponente für die Komfortklimatisierung von Räumlichkeiten bzw. Gebäuden und Kraftfahrzeugen. Zudem wird Kälte bzw. die Kältetechnik heute für die Kühlung von Sensoren (Magnetfeldsensoren, Bildsensoren etc.) sowie für die Tieftemperaturkonservierung von biogenen Materialien genutzt. Auch für die Tieftemperaturchirurgie, für die Trinkwassergewinnung und für zahlreiche verfahrenstechnische Prozesse zur Stoffsynthese und zum Stoffgewinn wird die Kältetechnik immer wichtiger.
Auch Wärmepumpen kommen in der Kältetechnik zum Einsatz
Bei der Kältetechnik und beim Einsatz von Kälteanlagen muss es aber nicht zwingend nur um die Erzeugung von Kälte gehen. Vielmehr ist es auch möglich, die beim Erzeugungsprozess von Kälte entstehende Abwärme effizient zu nutzen. Diese Wärme- bzw. Wärmerückgewinnung ist seit den 1970er Jahren – zu Zeiten der „Energiekrise“ – ein großes Thema im Segment der Kältetechnik; zum Einsatz kommen dabei Wärmepumpen. Diese bestehen, wie auch die Kälteanlagen, aus den Hauptkomponenten Verdichter, Verflüssiger, Drosselorgan und Verdampfer; im Grunde genommen wird hier lediglich der Kältekreislauf umgekehrt. Teilweise wird die Wärme dabei durch entsprechende Wärmerückgewinnungseinheiten geleitet und somit lediglich überschüssige Energie an die Außenluft abgegeben.
Es existieren drei unterschiedliche Varianten an Wärmepumpen
Häufig werden solche Systeme bzw. Pumpen explizit dort eingesetzt, wo einerseits Kühlräume benötigt und andererseits ein Wärmebedarf hinsichtlich der Warmwassererzeugung besteht. Da es zahlreiche unterschiedliche Anwendungsfälle bezüglich der Energiegewinnung gibt, lassen sich Wärmepumpen in drei Varianten unterteilen:
- Luft / Luft Wärmepumpen: Pumpen dieser Art ziehen etwa im Sommer Wärme aus den zu kühlenden Räumen (Temperatur sinkt dadurch) und geben diese an die Außenluft ab. Im umgekehrten Fall entziehen Wärmepumpen der Außenluft Wärme und geben diese dann wiederum an die Innenluft ab, was einen Temperaturanstieg zur Folge hat.
- Luft / Wasser Wärmepumpen: Die Funktionsweise ist identisch mit Luft / Luft Wärmepumpen; nur das Medium, aus dem die Energie gewonnen und abgegeben wird, variiert.
- Wasser / Wasser Wärmepumpen: Siehe Luft / Wasser Wärmepumpen.
Klimatechnik: Klimaanlagen können kühlen, heizen, filtern und entfeuchten
Demgegenüber kann die Klimatechnik als eine spezielle Versorgungstechnik bezeichnet werden, die in einem Raum Temperatur, Luftfeuchte sowie CO2-Gehalt (Luftqualität) auf die gewünschten Werte regelt. Diese Klimatisierung erfolgt dabei unabhängig sowohl von äußeren Wärmelasten (Transmissionswärme, Sonneneinstrahlung etc.) als auch von inneren Wärmequellen (Beleuchtung, Personen, EDV etc.). Gegenüber einer konventionellen Lüftungsanlage oder Heizungsanlage kann eine Klimaanlage also heizen, kühlen, entfeuchten und filtern. Um dies zu bewerkstelligen, verfügen Klimaanlagen über Kältemaschinen, wie sie auch in ähnlicher Form in Kühlschränken und Gefrierschränken vorzufinden sind. Zudem sind in Klimaanlagen zwecks Lufttrocknung Kondensationsflächen mit Wasserabläufen sowie Filtervliese für die Filterung verbaut. Aus funktioneller Sicht wird die Wärme über den Kältekreislauf innerhalb der jeweiligen Klimaanlage transportiert. Da hierfür grundsätzlich ein Medium erforderlich ist, ist der Einsatz eines modernen Kältemittels unabdingbar.
Klimatisierung erfolgt auf direktem oder indirektem Weg
Hierbei kommen Klimaanlagen zum Einsatz, die je nach Bedarf Wärme abführen oder eben zuführen. Zudem steigern oder senken Klimaanlagen die Feuchtigkeit und transportieren die jeweils eingesetzten Medien (Wasser, Luft). Dabei wird zwischen Direktverdampfern und Anlagen zur indirekten Kühlung über Sole- oder Kaltwasserkreisläufe unterschieden. Gerade in kleinen Klimaanlagen – wie zum Beispiel Raumkühlgeräte, Krananlagen oder PKW-Klimaanlagen – wird die Luft dabei mittels eines Verdampferbündels direkt in den Luftstrom gekühlt. Dagegen werden etwa Bürogebäude oder auch größere Elektroschaltanlagen per Großanlagen indirekt gekühlt. Dabei fungiert der Verdampfer der Kälteanlagen dann als Wärmeübertrager, der Sole oder Wasser kühlt.
Split-Klimaanlagen sind prädestiniert für den privaten Gebrauch
Grundsätzlich findet die Klimatechnik in verschiedenen Nutzungsbereichen Anwendung. Vorzugsweise werden Lüftungsanlagen bzw. Klimaanlagen in Wohn- sowie Bürogebäuden, Lagerhäusern, Fertigungsstätten, Gewächshäusern, Kraftfahrzeugen sowie auch in der Prozesstechnik (Prüftechnik, Klima Kammern, Windkanäle etc.) verwendet. Die Klimatisierung derartiger Räumlichkeiten und Verfahren erfolgt in der Regel über Monoblockgeräte, Split-Klimaanlagen, Multisplit-Klimaanlagen, VRV-Klimaanlagen, Kompaktgeräte oder Kaltwassersysteme. Split- und Monoblockgeräte sind dabei gerade für den privaten Gebrauch prädestiniert. Split-Klimaanlagen stellen diesbezüglich aber oftmals die bessere Wahl dar, da sie dank der variablen Positionierung des Verflüssigers effizienter arbeiten können.
Kälte- und Klimatechnik GROSS GmbH findet für Sie die richtige Lösung
Ob Kältetechnik oder Klimatechnik – beim Einbau entsprechender Geräte sollte stets auch die Energieeffizienz beachtet werden. Denn Technik benötigt grundsätzlich auch Energie. Werden beim Einbau einer Klimaanlage die Größenverhältnisse der jeweils zu kühlenden Räume nicht genügend beachtet, kommt es schnell zu einer Über- bzw. Unterdimensionierung. Daher kommt der Berechnung der Größe von Kälteanlagen bzw. Klimaanlagen und damit einer stimmigen Energieeffizienz eine eminent große Bedeutung zu. Als Spezialisten im Bereich Klima- und Kältetechnik sind unsere Klima- Kältetechniker bzw. Mechatroniker für Kältetechnik jederzeit der richtige Ansprechpartner, wenn Sie sich eine Kälte- bzw. Klimaanlage zulegen oder warten lassen möchten. Unser Ausbildungs- und Meisterbetrieb verfügt dabei nicht nur über Professionalität und das entsprechende Know-how, sondern kann auch auf eine langjährige Erfahrung zurückgreifen. Sprechen Sie uns an, wir von der Kälte- und Klimatechnik GROSS GmbH finden garantiert stets die richtige Lösung im Bereich der Klimatechnik respektive der Kältetechnik.