Grundlagen der HLK-Technik

HLK sorgt für thermischen Komfort und erhält die Qualität der Innenraumluft in Wohn-, Gewerbe- und Industriegebäuden. Die grundlegenden Funktionen eines HLK-Systems sind:

• Heizen und Kühlen
• Reinigung der Luft
• Luftstrom regulieren
• Druckregelung
• Befeuchten und Entfeuchten

Dieser Artikel behandelt die Grundlagen eines HLK-Systems, seine Funktionsweise und verschiedene Typen.

Inhaltsverzeichnis

• Grundlagen der HLK-Technik lernen
• Warum HLK wichtig ist
• Funktionsweise eines HLK-Systems
• Typen von HLK-Systemen
• Wo werden HLK-Steuerungen benötigt
• FAQs

Grundlagen der HLK-Technik lernen

Ein HLK-System (Heizung, Lüftung und Klimatisierung) ist darauf ausgelegt, Kontaminationen zu verhindern und komfortable Lebens- und Arbeitsbedingungen zu bieten.

• Heizung hält die geeignete Raumtemperatur, besonders bei kaltem Wetter.
• Lüftung beinhaltet den Austausch oder die Ersetzung von Luft in einem Raum, um die Temperatur zu regulieren oder Schadstoffe zu entfernen.
• Klimatisierung kühlt Innenräume, indem sie Wärme und Feuchtigkeit aus der Luft entfernt.

Hinweis: HLK-R ist das erweiterte Akronym, wobei das 'R' für Kälte steht. Diese kritische Komponente hilft, verderbliche Waren durch präzise Kühlung zu erhalten. Kälte ist in Branchen wie dem Lebensmittelservice, medizinischen Einrichtungen und anderen Sektoren, in denen kontrollierte Kühlung für Sicherheit und Konformität notwendig ist, unerlässlich.

Warum HLK wichtig ist

HLK-Systeme spielen eine entscheidende Rolle bei der Aufrechterhaltung einer angemessenen Innenraumumgebung aus verschiedenen Gründen:

1. Innenraumluftqualität (IAQ): Gewerbliche HLK-Systeme sind entscheidend für die Verwaltung der Innenraumluftqualität, indem sie Schadstoffe, Allergene und Partikel filtern. Eine verbesserte IAQ schafft eine gesündere Umgebung, die das Risiko von Atemwegserkrankungen und allergischen Reaktionen unter den Gebäudenutzern verringert.
2. Temperaturkontrolle: Das Erreichen und Aufrechterhalten idealer Temperaturniveaus sorgt für Komfort und Produktivität. HLK-Systeme bieten eine präzise Kontrolle über die Temperatur.
3. Feuchtigkeitsregulierung: Eine angemessene Luftfeuchtigkeit ist der Schlüssel zur Aufrechterhaltung von Komfort und Gesundheit in Innenräumen. HLK-Systeme spielen eine entscheidende Rolle bei der Kontrolle der Luftfeuchtigkeit, um Probleme wie Schimmelbildung und das Unbehagen, das mit übermäßig feuchter oder trockener Luft einhergeht, zu vermeiden.
4. Energieeffizienz: Moderne HLK-Systeme sind mit einem Fokus auf Energieeffizienz konzipiert, was Unternehmen und Hausbesitzern hilft, Betriebskosten zu kontrollieren und ihre Umweltauswirkungen zu reduzieren.

Funktionsweise eines HLK-Systems

• Außenluft (A): Das System nimmt Außenluft (A) auf, die für die Belüftung wesentlich ist. Diese Luft wird in das System gezogen, um gefiltert und konditioniert zu werden, bevor sie in die Innenräume gelangt.
• Lufthandhabungseinheit (C): Die Lufthandhabungseinheit (AHU) ist eine zentrale Komponente, die den Filter, Ventilator und die Spulen (C) enthält. Der Filter reinigt die eintretende Luft, indem er Partikel entfernt, der Ventilator treibt die Luft durch das System, und die Spulen, die mit dem Kühler und dem Kessel verbunden sind, konditionieren die Luft, indem sie sie entweder erwärmen oder kühlen.
• Kühler (E): Der Kühler (E) erzeugt gekühltes Wasser. Er entfernt Wärme aus dem Wasser durch einen Kältekreislauf, der die Verdampfung und Kondensation eines Kältemittels umfasst. Das gekühlte Wasser wird dann zur AHU gepumpt, die Wärme aus der Luft aufnimmt und sie effektiv kühlt. Der Kreislauf des gekühlten Wassers umfasst einen Ausdehnungsbehälter, um Volumenänderungen des Wassers aufgrund von Temperaturschwankungen aufzunehmen.
• Kühlturm (B): Der Kühlturm (B) ist Teil des Kühlkreislaufs, insbesondere bei größeren HLK-Systemen. Er hilft, Wärme aus dem Gebäude abzuleiten, indem er Wasser kühlt, das Wärme aus der Innenluft aufgenommen hat. Das warme Wasser aus dem Kondensator des Kühlers wird zum Kühlturm gesendet, der durch Verdunstung gekühlt wird, bevor es zum Kühler zurückgeführt wird. Der Kühlturm ist speziell mit wassergekühlten Kühlanlagen verbunden, im Gegensatz zu luftgekühlten Kühlanlagen, die keinen Kühlturm verwenden.
• Kessel (G): Der Kessel (G) erzeugt heißes Wasser oder Dampf und verteilt es dann an die Heizspulen der AHU. Wenn die Luft über diese Spulen strömt, wird sie erwärmt, bevor sie durch die Luftkanäle in die Innenräume gesendet wird. Der Kessel wird typischerweise in den kälteren Monaten verwendet, wenn Heizung erforderlich ist. Das heiße Wasser/Dampf aus dem Kessel wird auch für andere Heizanwendungen innerhalb des Gebäudes verwendet, wie z.B. Radiatoren oder Fußbodenheizungssysteme.
• Pumpe (D): Die Pumpe (D) bewegt das erhitzte oder gekühlte Wasser vom Kühler und Kessel zu den Spulen in der AHU. Diese Zirkulation ist entscheidend für den Transfer der thermischen Energie, die benötigt wird, um das Gebäude zu heizen oder zu kühlen. Es gibt typischerweise separate Pumpen für die Kühler- und Kesselkreisläufe. Die Kaltwasserpumpe zirkuliert Wasser zwischen dem Kühler und der AHU, und die Warmwasserpumpe zirkuliert Wasser zwischen dem Kessel und der AHU.
• Belüfteter Raum (F): Der belüftete Raum (F) repräsentiert die Innenräume, die vom HLK-System bedient werden. Konditionierte Luft aus der AHU wird in diese Räume geliefert und bietet eine komfortable Umgebung für die Bewohner. Das System entfernt auch verbrauchte Luft aus diesen Räumen, um eine gute Luftqualität zu erhalten. Die Rückluft aus diesen Räumen wird typischerweise zurück in die AHU gezogen, um erneut konditioniert zu werden.

Lesen Sie unseren Artikel über HLK-Instrumente für weitere Details zu den verschiedenen Messgeräten, die in einem HLK-System verwendet werden.

Typen von HLK-Systemen

HLK-Systeme werden grob in selbstständige Einheitpakete und Zentralsysteme unterteilt, die jeweils über unterschiedliche Betriebsmethoden und geeignete Anwendungen verfügen.

Selbstständige Einheitpakete

Selbstständige Einheitpakete wandeln eine primäre Energiequelle, wie Strom oder Gas, direkt in Heizung und Kühlung für den Raum um, den sie bedienen. Beispiele für selbstständige Einheitpakete umfassen:

• Dachmontierte HLK-Systeme: Oft auf gewerblichen Gebäuden zu finden, werden diese Einheiten auf dem Dach installiert und bieten Heizung und Kühlung für den Raum innerhalb des Gebäudes.
• Einzelraum-Klimageräte: Tragbare oder fenstermontierte Einheiten, die einzelne Räume kühlen.
• Luft-Luft-Wärmepumpen: Diese Systeme können durch den Transfer von Wärme zwischen der Innen- und Außenluft eines Gebäudes heizen und kühlen.

Selbstständige Einheiten werden typischerweise in eingeschossigen Gebäuden oder einzelnen Räumen verwendet, wo lokale Kontrolle und Einfachheit gewünscht sind.

Zentralsysteme

Zentralsysteme wandeln Energie aus Brennstoffen wie Gas oder Strom an einem zentralen Ort um und verteilen dann thermische Energie im gesamten Gebäude. Sie bestehen aus einem zentralen Versorgungssubsystem und verschiedenen Endnutzungssubsystemen und bieten eine breite Palette von Konfigurationen. Die gängigste Einrichtung umfasst:

• Zentrale Warm- und Kaltwassersysteme: Diese Systeme senden heißes und/oder gekühltes Wasser zu mehreren Lüftersystemen im gesamten Gebäude.
• Lüftersysteme mit Wasser-Luft-Wärmetauschern (Spulen): Diese Systeme nutzen das Wasser aus der Zentralanlage, um die Luft zu heizen oder zu kühlen, und verteilen sie dann in die vorgesehenen Bereiche.

Endnutzungssubsysteme in Zentralsystemen können sein:

• Einzelzonen-Lüftersysteme: Bedienen einen spezifischen Bereich oder eine Zone.
• Mehrzonen-Lüftersysteme: Verwenden VAV (variable Luftvolumen)-Boxen, um mehrere Zonen zu bedienen, was eine individuelle Temperaturkontrolle innerhalb jeder Zone ermöglicht. Ein VAV ist eine Komponente des HLK-Systems, die den Luftstrom zu verschiedenen Zonen regelt und so eine individuelle Temperaturkontrolle ermöglicht.

Zentralsysteme werden bevorzugt in größeren, mehrstöckigen Gebäuden mit begrenztem Zugang zu Außenluft eingesetzt. Obwohl sie möglicherweise komplexere Steuerungssequenzen haben, bieten sie im Allgemeinen niedrigere Betriebskosten aufgrund ihrer Effizienz und Skalierbarkeit. Lesen Sie unseren Überblicksartikel zu HLK-Zonenventilen für weitere Details zur Funktionsweise und den Merkmalen von HLK-Zonenventilen.

Wo werden HLK-Steuerungen benötigt

HLK-Steuerungen beziehen sich auf die verschiedenen Geräte und Systeme, die zur Regulierung des Betriebs von HLK-Geräten in einem Gebäude verwendet werden. HLK-Steuerungssysteme sind unerlässlich und werden strategisch in drei Schlüsselzonen verteilt:

1. Primäre mechanische Raumsteuerungen: Diese Steuerungen verwalten den Betrieb der zentralen HLK-Geräte, wie Kühler, Kessel und Pumpen. Sie stellen sicher, dass die Geräte innerhalb der gewünschten Parameter arbeiten, einschließlich Sicherheitssteuerungen, Energiemanagementsteuerungen und Schnittstellensteuerungen zur Überwachung und Anpassung der Einstellungen.
2. Lufthandhabungseinheit (AHU) Steuerungen: Steuerungen für AHUs regulieren Luftstrom, Feuchtigkeit, Temperatur und Luftqualität. Sie passen die Geschwindigkeit der Ventilatoren, die Position der Klappen und den Betrieb der Heiz- und Kühlspulen sowie der Befeuchter und Entfeuchter an, um sicherzustellen, dass die an verschiedene Teile des Gebäudes gelieferte Luft den erforderlichen Komfort- und Qualitätsstandards entspricht.
3. Individuelle Raumsteuerungen: Dies sind lokale Steuerungen, die die Bedingungen innerhalb einzelner Räume oder Zonen verwalten. Dazu gehören Thermostate, Feuchtigkeitsregler und CO2-Sensoren, die es den Bewohnern ermöglichen, die Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Luftqualität anzupassen sowie den Betrieb von Fan-Coil-Einheiten, variablen Luftvolumen (VAV)-Boxen und anderen Endgeräten zu steuern, die den Komfort in einem bestimmten Bereich direkt beeinflussen.

FAQs

Was ist der Unterschied zwischen AC und HLK?

AC ist ein Teil von HLK; AC reguliert die Raumtemperatur durch Kühlung, während das HLK-System Heizung, Lüftung und Klimatisierung umfasst.

Was ist das grundlegende Prinzip von HLK?

HLK-Systeme steuern das Raumklima, indem sie Temperatur, Luftstrom und Luftfeuchtigkeit für Komfort und Luftqualität regulieren.