Funktion Klimaanlage

Wissenschaft Wetter & Meteorologie
#1

Hallo,

ich habe einige Fragen zur Funktion einer Klimaanlage.

Angenommen im Raum herrscht 25°C und 60%rF. Ich möchte gerne 21°C und 50%rF haben.

Im Kühlbetrieb entzieht die Klimaanlage dem Raum die Wärme. Durch den Wärmeentzug steigt die Luftfeuchtigkeit im Raum an (angenommen die Wassermenge in der Luft bleibt gleich). Dann habe ich also 21°C, allerdings ca. 78 %rF.
Geht die Klimaanlage dann in den Heizbetrieb, um die Luftfeuchte zu senken? Also das im Endeffekt entweder der eine oder der andere Betriebszustand (Kühlen oder Heizen) arbeitet?

Weitere Frage: Es gibt auch Klimaanlagen die neben dem Heiz-, Kühlbetreib auch Ent-, und Befeuchten können. Wie funktioniert das?

Danke für eure Hilfe.
Gruß,
Fred

#2

Die Klimaanlage kühlt die Luft im allgemeinen deutlich stärker ab. Das schon deswegen, weil man ja möglichst schnell den angestrebten Temperaturwert erreichen will. Wenn man in einen Raum bei 60°C Luft mit 20°C einbläst, dauert es extrem lange, bis der ganze Raum auf 20°C gekühlt ist, wenn man diesen Wert überhaupt erreicht. Denn wenn der Raum auch 60°C aufgeheizt ist, muss diese Wärme ja irgendwo herkommen. Im allgemeinen durch Sonneneinstrahlung von außen. Da dieser Wärmeeintrag weiter da ist, würde man die angestrebte Temperatur nie erreichen, wenn die Klimaanlage nur auf den Angestrebten Wert kühlt. Sie muss also deutlich stärker kühlen.
Die Klimaanlage kühlt die Luft also zB auf 7°C ab. Diese Luft wird dann in den Raum geblasen, und vermischt sich mit der vorhandenen wärmeren Luft. Dadurch kühlt die Luft im Raum deutlich schneller ab, und man hat eine Chance die angestrebte Temperatur zu erreichen, auch wenn von draußen noch die Sonne reinstrahlt.
Durch diese Abkühlung erklärt sich auch die Frage der Luftfeuchtigkeit. Die Luft wird in der Klimaanlage so stark gekühlt, daß die Luftfeuchte auf über 100%rel. ansteigt. Folgich kondensiert das Wasser aus, und schlägt sich erstmal in der Klimaanlage nieder. Klimaanlagen sind dazu so gebaut, daß diese das Wasser dann abführen.
Falls Du ein Auto mit Klimaanlage hast, schau mal bei Klimabetrieb drunter, wenn die Klimaanlage eine Weile gelaufen ist. Da tropft immer Wasser heraus. Das ist die Luftfeuchtigkeit die sich in der Klimaanlage niedergeschlagen hat.
Damit erklärt sich auch die Entfeuchtungsfunktion: Diese wird ja im allgemeinen im Auto dann benutzt, wenn es eigentlich kalt, aber auch feucht ist. Hier wird die Luft in der Klimaanlage so weit wie möglich abgekühlt, so daß die Luftfeuchtigkeit auskondensiert, und anschließend wird die Luft auf den gewünschten Wert erwärmt. Damit ist die Luftfeuchte so gering wie möglich.

#3

Hallo,

Angenommen im Raum herrscht 25°C und 60%rF. Ich möchte gerne
21°C und 50%rF haben.

In einer richtigen „Klimaanlage“ wird die Luft zuerst
herunter gekühlt und muß bei Bedarf sogar wieder
angefeuchtet werden.
Das deshalb, weil bei der Abkühlung im Wärmetauscher
üblicherweise der Taupunkt deutlich unterschritten wird
und deshalb Wasser auskondensiert.

Im Kühlbetrieb entzieht die Klimaanlage dem Raum die Wärme.
Durch den Wärmeentzug steigt die Luftfeuchtigkeit im Raum an
(angenommen die Wassermenge in der Luft bleibt gleich).

Da bei Abkühlen am kalten Wärmetauscher regelmäßig Wasser
auskondensiert, wird die Luft vor allem auch getrocknet.

Das ist auch ein wesentlicher physiologischer Effekt.
Trockene Luft fühlt sich selbst bei gleicher Temp.
kühler an (-> Verdunstungskälte auf der Haut).
http://de.wikipedia.org/wiki/Gef%C3%BChlte_Temperatur

Dann habe ich also 21°C, allerdings ca. 78 %rF.

Nein, in der Regel ist es weniger, wenn nicht extra
wieder angefeuchtet wird.
Allerdings wirken auch alle Wände und Einrichtung als
Feuchtespeicher, so dass die Feuchte eh nicht schlagartig
ins bodenlose fällt.

Geht die Klimaanlage dann in den Heizbetrieb, um die
Luftfeuchte zu senken?

Nein, Klimaanalgen sind selbst schon Luftentfeuchter
bzw. entfeuchten elektrische Luftentfeuchter durch
abkühlen.

Weitere Frage: Es gibt auch Klimaanlagen die neben dem Heiz-,
Kühlbetreib auch Ent-, und Befeuchten können.
Wie funktioniert das?

Natürlich gibt es das.
Wenn die Luft zu trocken ist, kann auch angefeuchtet
werden. Das geht am einfachsten, indem man Wasser
fein vernebelt in den Luftstrom der Klimaanlage gibt.
Gruß Uwi

#4

Hallo Fred,

Angenommen im Raum herrscht 25°C und 60%rF.
Ich möchte gerne 21°C und 50%rF haben.

das wäre mir persönlich im Sommer zu kalt! Aber egal –

Im Kühlbetrieb entzieht die Klimaanlage dem Raum die Wärme.
Dann habe ich also 21°C, allerdings ca. 78 %rF.

Da hast du wohl ein Mollier-h-x-Diagramm zur Verfügung? Dann siehst du, dass die Ausgangsluft ca. 11,9 g Wasser pro kg trock. Luft enthält.

Geh von dem Ausgangspunkt senkrecht nach unten bis zur 100-%-Linie und lies dort die Temperatur ab, denn das ist der Taupunkt. Der liegt bei ca. 16,6 °C.

Jetzt suchst du deinen gewünschten Endpunkt 21 °C bei 50% rF. Von dort gehst du senkrecht nach unten zur 100-%-Linie. Bis hierher muss jetzt die Klimaanlage immer an der 100-%-Linie entlang kühlen, also auf 10,5 °C. Von hier aus wird jetzt die Luft ohne Zu- oder Abfuhr von Feuchte erwärmt (elektrisch oder mit Kältemittel-Dampf über Wärmeübertrager) bis zum Punkt des gewünschten Zustandes. Das auskondensierte Wasser geht zum Abfluss.

Gruß
Pat