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Split-Klimageräte: Die Lösung für heiße Tage

Mehr über Technik, Auslegung und Inbetriebnahme von Split-Klimageräten sowie die aktuellen Geräte von Bosch.

Allein im Jahr 2019 gab es gemittelt über die Fläche Deutschlands fast 17 heiße Tage mit einer Temperatur von über 30 °C. Eigentümer von Wohn- und Gewerbeimmobilien suchen nach Lösungen. Eine sind Split-Klimageräte.

Blick in ein Schlafzimmer auf ein Doppelbett.
Quelle: Bosch
Nach Daten des Deutschen Wetterdienstes hat sich in Deutschland die durchschnittliche Zahl der Tage mit einer Höchsttemperatur von über 30 °C von etwa 4 Tagen in den 1980er Jahren auf über 11 Tage in den 2010er Jahren gesteigert. Die Split-Klimageräte von Bosch sind eine Lösung für Hitzetage in Gewerbe- und Wohnimmobilien.

Die Technik der Split-Klimageräte

Grundsätzlich lassen sich Split-Klimageräte in zwei Ausführungen charakterisieren: Singlesplit und Multisplit. Eine Singlesplit-Anlage besteht aus einer Außeneinheit und einer Inneneinheit. Die Singlesplit-Anlage ist für die Kühlung und Beheizung eines einzelnen Raums vorgesehen. Eine Multisplit-Anlage besteht aus einer Außeneinheit und mehreren Inneneinheiten. Sie ist für die Kühlung und Beheizung mehrerer Räume mit unterschiedlichen Temperaturniveaus vorgesehen.

Split-Klimageräte sind in ihrem Aufbau einer Wärmepumpe sehr ähnlich und arbeiten in ihrer Funktionsweise umgekehrt: Bei einer Wärmepumpe soll die Wärme genutzt werden, bei einem Klimagerät soll die Wärme entzogen werden. Die Bestandteile im Kältekreislauf sind die gleichen wie z. B. bei einer Luftwärmepumpe. Der Kältekreis besteht aus Verdampfer, Verdichter, Verflüssiger und einem Expansionsventil. Das Klimagerät soll einem Raum die unerwünschte Wärmeenergie entziehen und sie an die Außenluft abgeben. Dies geschieht in mehreren Prozessen.

Die Grafik erläutert die Funktionsweise des Kältekreises einer Split-Wärmepumpe.
Quelle: Bosch
Der Kältekreis besteht aus: Verdampfer, Kompressor, Verflüssiger und einem Expansionsventil.

Die Grafik zeigt den Prozess der Wärmeerzeugung in einer Split-Wärmepumpe.
Quelle: Bosch
Der Prozess der Wärmeerzeugung findet bei der Split-Wärmepumpe im Außengerät statt, in dem sich Verdampfer und Verdichter befinden. Über eine Heißgasleitung wird der Verdichter mit dem Verflüssiger verbunden, der sich im Innengerät befindet.

Der Verdampfer

Der Verdampfer (Inneneinheit) hängt im Raum. Das flüssige Kältemittel verdampft bei niedrigem Druck und Temperatur. Die warme Luft wird vom Ventilator der Inneneinheit angesaugt, im Filter gereinigt, durch den Verdampfer geführt und gekühlt an den Raum abgegeben. In diesem Moment zwischen Ansaugen und Abgeben an den Raum findet ein Phasenwechsel des Kältemittels statt: Das gerade noch flüssige Kältemittel ist durch die warme, angesaugte Luft verdampft und hat ihr im selben Moment die zum Verdampfen erforderliche Wärme entzogen. Diesen Effekt kann man spüren, wenn man ein Deo Spray auf die Haut sprüht. Das verdampfende Deodorant entzieht der Hautoberfläche Wärme. Dieser Prozess findet innerhalb des Kältekreislaufs statt. Außerhalb des Kreises, also an dem Wärmetauscher der die Kühle in den Raum transportiert, kann es zu Kondensation der in der Luft enthaltenen Feuchte kommen. Dieses Kondensat wird in einer Kondensat-Wanne aufgefangen und über einen Schlauch nach draußen geleitet. Wenn das mit normalem Gefälle nicht möglich sein sollte, muss eine Kondensat-Pumpe eingesetzt werden. Die aufgenommene Energie muss abgegeben werden, damit der Effekt der Raumkühlung erneut beginnen kann.

Der Verdichter

Das dampfförmige Kältemittel wird vom Verdichter angesaugt und verdichtet. Bei der Verdichtung wird es auf ein höheres Temperaturniveau gebracht. Wie hoch die Verdichtungstemperatur ist, hängt allein von der Außentemperatur ab. Denn soll Energie abgeben werden, muss die Verflüssigungstemperatur höher sein als die Außentemperatur.

Der Verflüssiger

Hier gibt der Kältemitteldampf die Energie, die er bei der Verdampfung im Raum und bei der Verdichtung aufgenommen hat, an die kühlere Außenluft ab. Dabei verflüssigt sich das Kältemittel.

Das Expansionsventil

Das Kältemittel ist bereits in den flüssigen Zustand übergegangen, hat aber immer noch einen hohen Druck. Durch das Expansionsventil wird der Druck reduziert, wobei auch die Temperatur, bei der Kältemittel verdampfen kann, weiter abfällt.

Inbetriebnahme durch Fachmann

Die Inbetriebnahme einer Split-Klimaanlage darf nur durch einen zertifizierten Fachbetrieb durchgeführt werden. Es gibt einige Punkte, die bei der Montage und Inbetriebnahme zu beachten sind. So sollten die Leitungen bei der Verlegung unbedingt verschlossen sein. Es handelt sich bei Kältemittelleitungen um innenwandig gereinigte, metallisch blanke Rohre. Eintretende Feuchtigkeit sowie Fremdkörper in der Leitung führen zu Schäden an der Anlage führen.

Messgrößen und Kältemittel bei Klimaanlagen

Als wichtige Messgröße für Kältemittel bei Klimaanlagen dient das Erderwärmungspotential = GWP (Global Warming Potential). Die Angabe beschreibt den relativen Beitrag zum Treibhauseffekt. Sie gibt damit an, wie viel eine bestimmte Masse eines Treibhausgases im Vergleich zur gleichen Masse CO2 zur globalen Erwärmung beiträgt. Je geringer das GWP, umso geringer ist das Gefährdungspotenzial für die Umwelt.

Viele der führenden Hersteller von Split-Klimaanlagen setzen das Kältemittel R32 ein. R32 weist einen GWP von 675 aus. Bei anderen Kältemitteln ist der Wert ungleich höher: Kältemittel R410A GWP = 2088, Kältemittel R134a GWP = 1430. Aufgrund seines GWPs von 675 erfüllt das Kältemittel R32 die Anforderungen der F-Gas-Verordnung (Verordnung für fluorierte Treibhausgase) für das Jahr 2025. So wird es ab 2025 sogar verboten sein, Split-Klima-Geräte mit einem GWP ≥ 750 in Verkehr zu bringen. Die F-Gas-Verordnung ist ein Beitrag, um die Emissionen fluorierter Treibhausgase bis zum Jahr 2030 um 70 Prozent gegenüber 1990 zu verringern. Eine wichtige Regelung innerhalb der F-Gas-Verordnung ist die vorgeschriebene phasenweise Beschränkung (Phase Down) der teilfluorierten Kohlenwasserstoffen (HFKW) aus Kältemitteln in Klimaanlagen bis zum Jahr 2030 auf etwa ein Fünftel der heutigen Mengen.

Die Messung der Energieeffizienz bei Split-Klimageräten

Die Effizienz von Klimageräten wird meistens über die beiden Werte SEER und SCOP ausgewiesen. SEER bedeutet "Seasonal Energy Efficiency Ratio" und SCOP bedeutet "Seasonal Coefficient of Performance". Für die Ermittlung der Werte werden statt nur einer Normtemperatur bei den früheren Messverfahren EER / COP mehrere unterschiedliche Temperaturen zugrunde gelegt. Deshalb sind diese Werte über ein ganzes Jahr gesehen sehr aussagekräftig.

Dienstag, 25.08.2020