Klimaanlage oder Kühlung, ist komplizierter als Heizung. Anstatt Energie zur Erzeugung von Wärme zu verwenden, verwenden Klimaanlagen Energie, um Wärme abzubauen. Die gebräuchlichste Klimaanlage verwendet einen Kompressorzyklus (ähnlich dem Ihres Kühlschranks), um Wärme von Ihrem Haus nach draußen zu übertragen.
Stellen Sie sich Ihr Haus als Kühlschrank vor. Auf der Außenseite befindet sich ein Kompressor, der mit einer speziellen Flüssigkeit gefüllt ist, die als Kältemittel bezeichnet wird. Diese Flüssigkeit kann zwischen Flüssigkeit und Gas hin und her wechseln., Wenn es sich ändert, absorbiert oder gibt es Wärme ab, so dass es verwendet wird, um Wärme von einem Ort zum anderen zu „tragen“, z. B. von der Innenseite des Kühlschranks nach außen. Einfach, richtig?
Nun, nein. Und der Prozess wird mit allen beteiligten Steuerungen und Ventilen etwas komplizierter. Aber seine Wirkung ist bemerkenswert. Eine Klimaanlage nimmt Wärme von einem kühleren Ort und deponiert sie an einem wärmeren Ort, scheinbar gegen die Gesetze der Physik arbeiten. Was den Prozess natürlich antreibt,ist Elektrizität — ziemlich viel davon.,
Arten von Kühlsystemen
Zentrale Klimaanlagen und Wärmepumpen
Zentrale Klimaanlagen und Wärmepumpen kühlen das gesamte Haus. In jedem System treibt eine große Kompressoreinheit außerhalb den Prozess an; Eine mit Kältemittel gefüllte Innenspule kühlt Luft, die dann über Kanäle im ganzen Haus verteilt wird. Wärmepumpen sind wie zentrale Klimaanlagen, mit der Ausnahme, dass der Zyklus umgekehrt und zum Heizen in den Wintermonaten verwendet werden kann. (Wärmepumpen werden im Abschnitt Heizung ausführlicher beschrieben.,) Mit einer zentralen Klimaanlage wird das gleiche Kanalsystem mit einem Ofen zur erzwungenen Warmluftheizung verwendet. Tatsächlich verwendet die zentrale Klimaanlage typischerweise den Ofenventilator, um Luft an die Kanäle zu verteilen.
Zentrale Klimaanlagen und Luftwärmepumpen, die im Kühlbetrieb arbeiten, werden seit 1992 nach ihrem saisonalen Energieeffizienzverhältnis (SEER) bewertet. SEER ist die saisonale Kühlleistung in Btu geteilt durch den saisonalen Energieeinsatz in Wattstunden für ein „durchschnittliches“ US-Klima., Vor 1992 wurden verschiedene Metriken verwendet, aber die Leistung vieler älterer zentraler Klimaanlagen entsprach Seherbewertungen von nur 6 oder 7. Die durchschnittliche zentrale Klimaanlage, die 1988 verkauft wurde, hatte ein Seheräquivalent von etwa 9; bis 2002 war es auf 11,1 gestiegen.Die nationale Effizienznorm für zentrale Klimaanlagen und Luftquellenwärmepumpen erfordert jetzt einen Mindestseherwert von 13 (seit 2006), und um sich für ENERGY STAR zu qualifizieren, ist ein SEHER von 14.5 oder höher erforderlich. Zentrale Klimaanlagen verfügen außerdem über eine Energieeffizienzklasse (Energy Efficiency Ratio, EER), die die Leistung bei höheren Temperaturen anzeigt., ENERGY STAR-qualifizierte Modelle müssen eine EER-Anforderung von 12 erfüllen.
Klimaanlagen und Wärmepumpen nutzen den Kältemittelkreislauf, um Wärme zwischen einer Inneneinheit und einer Außeneinheit zu übertragen. Wärmepumpen unterscheiden sich von Klimaanlagen nur durch das spezielle Ventil, mit dem sich der Zyklus umkehren lässt und entweder warme oder kühle Luft nach innen liefert.
2015 treten neue Effizienzstandards für zentrale Klimaanlagen in Kraft. Wie bei Öfen werden sich die neuen Standards je nach Region unterscheiden und im Süden und Südwesten strenger sein als im Norden., Neue zentrale Klimaanlagen, die für die Installation im Süden und Südwesten verkauft werden, müssen mindestens 14 SEHER erfüllen; Für Einheiten, die im Norden installiert sind, bleibt das Minimum von 13 SEHERN unverändert. Luftquellenwärmepumpen müssen das Minimum von 14 SEHERN erfüllen, unabhängig davon, wo sie installiert sind. Darüber hinaus müssen zentrale Klimaanlagen, die im heißen, trockenen Südwesten installiert sind, mindestens 12,2 EER (oder 11,7 EER für größere Modelle) erfüllen.
Im Gegensatz dazu wird die Kühlleistung von Erdwärmepumpen durch den stationären Zustand EER anstelle einer saisonalen Messung gemessen., Die Mindestanforderungen des ENERGY STAR-Programms an Erdwärmepumpen sind 21,1 EER für Open-Loop-Systeme, 17,1 EER für Closed-Loop-Systeme und 16 EER für Direct Expansion (DX) – Einheiten.
Raumklimaanlagen
Raumklimaanlagen sind für die Montage in Fenstern oder durch Wände erhältlich, funktionieren jedoch jeweils auf die gleiche Weise, wobei sich der Kompressor außerhalb befindet. Raumklimaanlagen sind so dimensioniert, dass sie nur einen Raum kühlen, sodass möglicherweise eine Reihe von ihnen für ein ganzes Haus erforderlich ist. Einzelne Einheiten kosten weniger zu kaufen als zentrale Systeme.,
Raumklimageräte werden nur vom EER bewertet, bei dem es sich um eine Kühlleistung dividiert durch den Stromverbrauch handelt. Je höher der EER, desto effizienter die Klimaanlage. Die 2011 verabschiedeten föderalen Mindesteffizienzstandards für Raumklimageräte werden im Juni 2014 in Kraft treten; die überarbeiteten ENERGY STAR-Anforderungen werden im Oktober 2013 in Kraft treten. Tabelle 5.2 listet Anforderungen für Einheiten mit Lamellenseiten auf—der häufigste Typ.,
Verdunstungskühler
Verdunstungskühler, manchmal Sumpfkühler genannt, sind seltener als Dampfkompressionsklimageräte (Kältemittel), aber sie sind eine praktische Alternative in sehr trockenen Gebieten wie dem Südwesten. Sie arbeiten, indem sie frische Außenluft durch feuchte Pads ziehen, wo die Luft durch Verdunstung gekühlt wird. Die kühlere Luft wird dann durch ein Haus zirkuliert. Dieser Vorgang ist der Erfahrung sehr ähnlich, dass Sie sich kalt fühlen, wenn Sie im Wind aus einem Schwimmbad kommen. Ein Verdampfungskühler kann die Temperatur der Außenluft um bis zu 30 Grad senken.,
Sie können im Sommer bis zu 75% an Kühlkosten sparen, da die einzige mechanische Komponente, die Strom verbraucht, der Lüfter ist. Da die Technologie einfacher ist, kann der Kauf auch viel weniger kosten als eine zentrale Klimaanlage — oft etwa die Hälfte.
Ein direkter Verdunstungskühler fügt einem Haus Feuchtigkeit hinzu, was in sehr trockenen Klimazonen als Vorteil angesehen werden kann. Ein indirekter Verdampfungskühler unterscheidet sich etwas dadurch, dass die Verdampfung von Wasser auf einer Seite eines Wärmetauschers erfolgt., Hausluft wird über die andere Seite des Wärmetauschers gedrückt, wo sie abkühlt, aber keine Feuchtigkeit aufnimmt. Beide Typen verlieren mit zunehmender Luftfeuchtigkeit an Wirksamkeit, da feuchte Luft weniger zusätzliche Feuchtigkeit aufnehmen kann.
Damit Verdampfungskühler ihre Arbeit erledigen können, müssen sie die richtige Größe haben. Die Kühlleistung eines Verdampfungskühlers wird nicht in der Wärmemenge gemessen, die er entfernen kann (Btu), sondern in dem Lüfterdruck, der erforderlich ist, um die kühle Luft im ganzen Haus in Kubikfuß pro Minute (cfm) zu zirkulieren., Eine gute Regel ist, die kubische Quadratmeterzahl Ihres Hauses zu ermitteln und durch 2 zu teilen. Zum Beispiel würde ein 1,500 Quadratmeter großes Haus mit 8 Fuß hohen Decken einen 6,000 cfm-Kühler benötigen.
Ductless Mini-Split – Klimaanlagen
Mini-Split-Systeme, die in anderen Ländern sehr beliebt sind, können eine attraktive Nachrüstoption für Raumzusätze und für Häuser ohne Rohrleitungen sein, z. B. solche, die hydronische Wärme verwenden (siehe Abschnitt Heizung). Wie herkömmliche zentrale Klimaanlagen verwenden Mini-Splits einen Außenkompressor/Kondensator und Innenluftbehandlungsgeräte., Der Unterschied besteht darin, dass jeder zu kühlende Raum oder jede zu kühlende Zone einen eigenen Luftbehandler hat. Jedes Innengerät ist über eine Leitung mit Strom-und Kältemittelleitungen mit dem Außengerät verbunden. Innengeräte werden typischerweise an der Wand oder Decke montiert.
Der große Vorteil eines Ductless Mini-Split ist seine Flexibilität bei der Kühlung einzelner Räume oder Zonen. Durch die Bereitstellung dedizierter Einheiten für jeden Raum ist es einfacher, die unterschiedlichen Komfortanforderungen verschiedener Räume zu erfüllen.
Durch die Vermeidung der Verwendung von Ductwork vermeiden Ductless Mini-Splits auch Energieverluste, die mit zentralen Zwangsluftsystemen verbunden sind.,
Der Hauptnachteil von Mini-Splits sind die Kosten. Sie kosten viel mehr als eine typische zentrale Klimaanlage gleicher Größe, bei der bereits Rohrleitungen vorhanden sind. Wenn man jedoch die Kosten und Energieverluste berücksichtigt, die mit der Installation neuer Rohrleitungen für eine zentrale Klimaanlage verbunden sind, ist der Kauf eines Ductless Mini-Split möglicherweise kein so schlechtes Geschäft, insbesondere angesichts der langfristigen Energieeinsparungen. Sprechen Sie mit Ihrem Auftragnehmer darüber, welche Option für Sie am kostengünstigsten wäre.,
Stand der Technik Kühlung
Night Breeze ist eine neue home klima control technologie entwickelt, um energie zu sparen in heißen, trockenen klimazonen. Es ist im Wesentlichen ein angetriebener Ganzhausventilator, eine Klimaanlage und ein indirekter Warmwasserbereiter, die unter einem Steuerungssystem integriert sind. Im Sommer zieht das System so viel kühle Außenluft wie möglich ein, um den Kühlbedarf zu decken — die Klimaanlage schaltet sich nur ein, wenn dies unbedingt erforderlich ist. Im Winter liefert ein Wasser-Luft-Wärmetauscher, der sich vom Warmwasserbereiter erstreckt, warme Luft an das System.,
Kontakt: Davis Energy Group
Der Coolerado Cooler eignet sich auch für trockenes Klima und ist eine Verdunstungskühltechnologie, die zu 100% indirekt ist. Es kann vier bis sechs Tonnen Kühlung bei einem Energieverbrauch von 1.200 Watt bieten. Sein Energieeffizienzverhältnis (EER) beträgt 40 oder höher und ist damit zwei-bis dreimal so effizient wie die besten herkömmlichen Klimaanlagen.
Kontakt: Coolerado, LLC
Thermische Energiespeicherung ist eine Technologie, die sich am besten eignet, um den Energieverbrauch einfach von der Spitze auf die außerhalb der Spitzenzeiten zu verlagern., Es speichert Energie in Eis — nachts wird Strom zum Einfrieren von Wasser verwendet, und tagsüber kann das Eis die im ganzen Haus zirkulierende Luft kühlen. Am kostengünstigsten für Menschen, die in Klimazonen leben, die sich nachts abkühlen und mehr für den Spitzenstromverbrauch bezahlen (z. B. in Kalifornien), ist diese Technologie jetzt für den privaten Gebrauch verfügbar.
Kontakt: Ice Energy, LLC