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Technik kurz erklärt

Die Entwicklung der Klimaanlage

| Autor/ Redakteur: M.A. Bernhard Richter / Katharina Juschkat

In unserer Serie „Technik kurz erklärt“ stellen wir jede Woche ein Meisterwerk der Konstruktion vor. Heute: Die Klimaanlage.

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(Bild: gemeinfrei / CC0)

Schon in vorgeschichtlichen Zeiten hat der Mensch Schnee und Eis zum Kühlen genutzt. Im Winter Eis zu sammeln und für den Sommer in Kellern zu lagern, verbreitete sich im späten 17. Jahrhundert. Noch bis in die 1920er kam der Eismann und brachte Stangeneis für den Eisschrank.

Klimaanlagen im alten Ägypten

Das Grundprinzip „Kühlung durch Verdunstung“ wurde auch im alten Ägypten angewandt: Schilfrohr wurde in die Fensteröffnungen gehängt und anschließend mit Wasser betropft. Die Luft wurde durch das verdunstende Wasser gekühlt, als sie in das Haus geblasen wurde. Dieser Vorgang reicherte die Luft außerdem mit Feuchtigkeit an, was im Wüstenklima durchaus vorteilhaft ist. Im mittelalterlichen Persien nutzen die Menschen Zisternen und sogenannte „Badgir“ (persisch für „Windfänger“), um die Häuser zu kühlen.

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Wie eine moderne Klimaanlage funktioniert

Eine moderne Klimaanlage kühlt die Raumluft mithilfe eines Kältemittels, das abwechselnd in flüssigem und gasförmigem Zustand vorliegt, herunter und gibt warme Luft an die Umgebung ab. Das funktioniert so: In das Gebäude strömt das flüssige, kalte Kältemittel, das sich ausdehnt und bis unter die Raumtemperatur abkühlt. Die Raumluft wird durch ein Gebläse angezogen und über geschlängelte Rohre abgekühlt. Die Temperatur der Raumluft sinkt, das Kältemittel nimmt die Wärme auf, und kalte Luft wird schließlich in den Raum freigegeben. Durch die Erwärmung verdunstet das Kältemittel schließlich und gelangt in den Kompressor der Klimaanlage, der außerhalb des Gebäudes liegt, wo das Gas extrem verdichtet wird. Das heizt das Gas zusätzlich auf, die Wärme gibt es über ein Gebläse an die Außenluft ab. Dieser Wärmeentzug kühlt das Kältemittel wieder soweit ab, dass es sich verflüssigt und der Kreislauf von vorne beginnt.

Neben angenehm kühlen Räumen können Klimaanlagen aber auch Nachteile haben:

  • Schlecht gewartete Klimaanlagen können Mikroorganismen wie Bakterien oder Schimmel verbreiten
  • Der Energieverbrauch von Klimaanlagen ist hoch
  • Die Abwärme kann gerade in Städten zu einer zusätzlichen Erwärmung der Innenstadt sorgen
  • Zum Teil sind die verwendeten Kältemittel immer noch schädigend für die Ozonschicht

Warum der Kühlschrank nicht als Klimaanlage funktioniert

Und obwohl das Funktionsprinzip einer Klimaanlage zu einem Kühlschrank sehr ähnlich ist - beides sind Kraftwärmemaschinen, die Wärme mithilfe mechansicher Energie von einem kalten in ein wärmeres Reservoir transportieren - lässt sich ein Raum nicht mit einem Kühlschrank herunterkühlen. Das liegt am Gesetzt der Energieerhaltung, denn die Wärmeenergie, die der Kühlschrank im Inneren aufnimmt, um kälter zu werden, setzt er an den warmen Röhren an der Rückseite wieder frei – ein Effekt bleibt also aus.

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Über den Autor

M.A. Bernhard Richter

M.A. Bernhard Richter

Redakteur Online/Print/Video, konstruktionspraxis – Alles, was der Konstrukteur braucht