Im Gegensatz zu einem Lüftungssystem, das nur die eingeatmete Außenluft erwärmt, implementiert eine Klimaanlage vier thermodynamische Funktionen: Heizen, Kühlen, Befeuchten und Entfeuchten. Sie halten Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Luftreinheit das ganze Jahr über auf festgelegten Werten. Fehlt eine der Funktionen, ist sie Bestandteil der Klimaanlage.
Je nach Betriebsweise und Installationsort kann die Klimaanlage zentrale und dezentrale Systeme verwenden und hängt von ihrer Lüftungsfunktion ab. In Reinluft-, Luft-Wasser-, Luft-Kältemittel- und Reinwassersystemen Es gibt den Unterschied. Dabei ist zu beachten, dass die verschiedenen Systeme in der Praxis und allgemein meist nicht genau voneinander getrennt sind.
Zentralklimaanlage
Die Zentralklimaanlage führt alle notwendigen Arbeiten für die Klimatisierung der zentralen Luftversorgungseinheit und der zentralen Ablufteinheit aus. Die Luftkanäle werden von der Zentrale auf die verschiedenen Räume verteilt.
Verteiltes Klimatisierungssystem (Dezentral)
Verteilte Klimatisierungssysteme führen die Innenluftaufbereitung, den Transport, die Filterung und die Temperaturregelung direkt im Zimmer durch. Beispiele für dezentrale Klimageräte sind Split-Systeme, Türluftschleiergeräte, Fassadenventilatoren und Gebläsekonvektoren. Obwohl der Aufbau des verteilten Klimatisierungssystems ähnlich ist, entspricht es nicht Raumklimageräten und kann nicht gleichgesetzt werden.
Nur-Luft-Anlagen
In einem Reinluftsystem wird die Luft nur durch Zufuhr von Frischluft aufbereitet. Dies geschieht in einer zentralen Einrichtung, die in die Lüftungszentrale eingebaut ist. Gerade in größeren Räumen wie Sälen, Theatern oder Konferenzräumen kommt es auf das Reinluftsystem an. Je nach Art des Volumenstroms werden Einkanalsysteme mit variablem (VVS) und konstantem (KVS) Volumenstrom unterschieden. Auch in Bestandsgebäuden sind Zweikanalsysteme zu finden.
Einkanalsystem mit konstanter Luftzufuhr (KVS-System)
Bei einem Einkanal-KVS-System führt die zentrale Einrichtung die Klimatisierungsluft über Kanäle oder mehrere Räume zu. Der Volumenstrom ist konstant. Die Zuluft strömt im gleichen Zustand in alle Räume. Eine individuelle Anpassung des Wärmebedarfs pro Raum, kann nur mit einem zusätzlichen Heizkörper erreicht werden. Typische Anwendungen sind Gebäude mit einzelnen Räumen, wie Theater, Kinos, Konferenzräume oder Säle.
Einkanalsystem mit variabler Luftzufuhr (VVS-System)
In einem VVS-System ist der Zuluftstrom variabel, aber die Zulufttemperatur in jedem Raum ist konstant. Der Volumenstromregler gleicht die unterschiedlichen Heiz- und Kühllasten in jedem Bereich durch Änderung der Luftzufuhr aus. VVS-Systeme werden in Büros oder Laboren eingesetzt.
Luft-Wasser-System
Die Klimatisierung des Luft-Wasser-Systems erfolgt nicht nur in der Klimazentrale. Hier erfolgt lediglich die grundlegende Aufbereitung der Außenluft anhand der Außentemperatur (Primärluft). Ein zusätzliches Wassersystem (Zweirohr-, Dreirohr- oder Vierrohrsystem) liefert Heiz-/Kaltwasser für den lokalen Wärmetauscher. Verwenden werden hauptsächlich Induktionsgeräte und Gebläsekonvektoren.
Induktionssystem
Die zentrale Klimaanlage bereitet die sogenannte Primärluft auf. Sie entspricht der niedrigsten Außenluftgrate und bleibt das ganze Jahr über konstant. Die Primärluft strömt zu den verschiedenen Induktionsgeräten im Raum. Von hier strömt es mit hoher Geschwindigkeit aus der Düse in den Raum und reißt Sekundärluft mit (Induktion). Im Vergleich zum Reinluftsystem wird der Luftvolumenstrom auf 25 bis 30 % reduziert, die Geschwindigkeit ist jedoch deutlich höher. Das Induktionssystem ist hauptsächlich als Hochgeschwindigkeitssystem (Hochdruckinduktionsanlage) ausgelegt. Induktionsgeräte können in Brüstungen, Boden und Decke montiert werden.
Fan-Coil-System (Gebläsekonvektor)
Die Funktion des Gebläsekonvektors entspricht der Sensorik, der Unterschied liegt im Treiber. Die Luft ist keine Düse, sondern wird von einem Radialventilator in den Raum geblasen. Der Konvektor kann für die Decken- und Brüstungsmontage verwendet werden.
Luft-Kältemittel-Anlage
Das verteilte Luftkühlsystem ist eine Kombination aus KVS und Split-System. Es besteht aus einem Innenteil (Verdampfer) und einem Außenteil (Kondensator), um dem Raum Wärme zu entziehen, und letzterer gibt die Wärme an die Umgebung ab. Bei einem Split-System kann die Luft nur in einem Raum gekühlt und entfeuchtet oder im Wärmepumpenbetrieb erwärmt werden. Die externe Luftversorgung erfolgt über ein KVS-System.
VRF-System
Das VRF- oder VRV-Multisplit-System ist eine Weiterentwicklung der Splitanlage. Die Abkürzung VRF steht für engl. Variable Refrigerant Flow, übersetzt variabler Kältemittelmassenstrom. Sie sind die Klimaanlagen, die am wenigsten Platz beanspruchen. Mit ihnen kann durch ein externes Gerät, mehrere Splitgeräte mit Luftauslässen in vielen Räumen versorgt werden. Am gebräuchlichsten ist eine Luft/Luft-Kältemittelanlage mit einer elektrischen Wärmepumpe. Es gibt aber auch Systeme mit integrierten Gaswärmepumpen. Sie werden als Zweileiter- und Dreileitersysteme installiert. Bei Verwendung eines Zweirohrsystems kann das externe Gerät alle Räume nur kühlen oder nur heizen. Das Dreileitersystem verfügt über eine zusätzliche Kältemittelleitung und Umrüstvorrichtung. Dabei kann die Außeneinheit verschiedene Räume variabel heizen oder kühlen. Interne „Wärmeverschiebungen“ sind möglich. Ein Teil des angeschlossenen dezentralen Innengeräts kann zum Heizen und der andere Teil gleichzeitig zum Kühlen verwendet werden. Die Außeneinheit verknüpft die Energieströme und stellt damit eine hohe Effizienz bereit.
Nur-Wasser-Anlagen
Das Reinwassersystem, auch als Stille Kühlsysteme bekannt, hat keine Luftaustauschfunktion. Dazu gehören Kühldecken, -segel und -konvektoren sowie die Betonkernaktivierung. Für den hygienischen Luftaustausch kann es erforderlich sein, ein separates Belüftungsgerät zu verwenden.
Oberflächenkühlsystem
Kühldecken und Kühlsegel emittieren hohe Kühllasten. Sie bieten viel Gestaltungsfreiheit und mehr Komfort, da sie im Vergleich zu herkömmlichen Lüftungssystemen weder Luftströmungen noch Strömungsgeräusche erzeugen und der Temperaturunterschied gering ist. Dies erhöht den thermischen Komfort im Raum. Das grundlegende Funktionsprinzip der Flächenkühlung ist folgendes: Zur Kühlung strömt kaltes Wasser (meist 16°C) durch das Rohrnetz und kühlt die Raumluft. Um das beste Raumklima zu erzielen, sollte die Kühldecke mit einer Entfeuchtungsanlage kombiniert werden. Zur Medienversorgung wird die Kühldecke an das Heiz- oder Kühlwassersystem angeschlossen.
Entsprechend den unterschiedlichen Einsatzorten wird das Flächenkühlsystem in Decken-, Wand- und Bodenkühlsysteme unterteilt. Die geschlossene Deckenkühlfläche kann eine Leistung von 80 bis 100 W/m² übertragen. Ein System in Form von Metallplatten und Kassettendecken, mit gepressten Coils und Isoliermaterialien. Die offene Deckenkühlfläche (100 bis 130 W/m²) beinhaltet Kühlplatten und Kühlsegel. Ein Teil der Deckenfläche ist abgehängt, um die Segel zu kühlen. Bei einer verputzten Kühldecke die Kapillarrohrmatten in den Deckenputz einlegen und den Putz auftragen. Eine Sonderform ist eine speziell entwickelte Sandwichpaneele eingeschäumten Kapillarrohrmatten. Sie kombinieren Kühldecken mit PCM-Latentwärmespeichern und arbeiten durch Strahlung und Konvektion. Jeder Raum und jeder Bereich kann über einen Temperaturregler individuell klimatisiert werden, zusätzlich gibt es eine Taupunktüberwachung gegen Kondenswasserbildung.
Bauteilaktivierung
Thermische Bauteilaktivierung oder Betonkernaktivierung bezeichnet ein Kühlsystem (auch Heizsystem genannt), das die Gebäudemasse zur Temperaturregelung nutzt. Bei der Bauteilaktivierung wird ein gewundenes Rohrsystem hauptsächlich aus Kunststoff auf dem Betonboden verlegt. Das Kühlmedium ist Wasser. Tagsüber wird die Wärmelast im Beton gespeichert. Nachts gibt der Beton Wärme wieder an das Kühlwasser ab. Die thermische Komponentenaktivierung eignet sich für Kühlbetriebe mit Wärmepumpen.
