Das Heizungs-, Lüftungs- und Klimasystem (HVAC) eines jeden Gebäudes gleicht dem Atmungssystem eines Menschen. Es kontrolliert die Bewegung, Qualität und Temperatur der Luft, um den Organismus zu lüften, zu erwärmen und zu kühlen. Energie wird von den Teilen des Systems verbraucht, die die Luft erwärmen und kühlen, und die Luftbewegung mit Lüftern erfordert Energie. Luft oder Wasser wird durch direkten Kontakt mit Wärme oder Kältemitteln erwärmt oder gekühlt und durch Kanäle oder Rohre gedrückt, wobei sie durch Auslässe oder Lüftungsschlitze entweicht, bis sie sich durch die Struktur bewegen. Die Luft oder das Wasser kehrt dann zu ihrem Ursprung zurück, um wieder erwärmt oder abgekühlt zu werden. Ausgereifte Lüftungsmuster fördern die Durchblutung, sorgen für Frischluftzufuhr und regulieren die Bildung von Kohlendioxid (Nebenprodukt der menschlichen Atmung), Kohlenmonoxid (aus Verbrennungsquellen) und verschiedenen giftigen Gasen aus Baumaterialien und Haushaltsaktivitäten. Durchdachte HLK-Systeme, passive Filter, Isolierung und Schwerkraft machen das System effektiver und effizienter. Neue Erhaltungspraktiken und -systeme, die alternative Energien nutzen, sollen die Effizienz verbessern.
Wie funktioniert ein HLK-System?Die Grundidee
Ein Wärmeabzug in einem Zwangsluftsystem.Heizung
Ein Kamin und ein Kanal (links) erheben sich aus einem Gasofen.Wärme kann in der Natur direkter oder forcierter Luft sein. Direkte Systeme leiten die Wärme mithilfe von hydronischen (Dampf oder heißes Wasser) oder elektrischen Fußbodenheizungssystemen, Fußleisten oder Heizkörpern direkt in einen Bereich. Zwangsluftsysteme erwärmen Luft in einem Ofen mit Gas oder Elektrizität und zwingen sie dann mit einem oder mehreren Ventilatoren durch das Gebäude. Die Erhitzung mit Zwangsluft beruht auf einer "Rückführung" kalter Luft in den Ofen, und viele Zwangsluftsysteme haben zwei Sätze von Kanälen und Auslässen - einen mit zirkulierender heißer Luft und einen mit Lüftungsöffnungen am oder nahe dem Boden, um die sinkende kühlere Luft zurückzuführen. Wärme kann auch von einer "Wärmepumpe" (auch als Wärmetauscher bezeichnet) erzeugt werden, einem effizienteren Generator, der bei kaltem Wetter durch Kompression und Kondensation Wärme aus der Luft abzieht. Wärmepumpen können Luft- oder Erdwärme nutzen, verlieren jedoch an Effizienz, wenn die Außentemperatur viel kühler oder wärmer als die Raumluft ist, was sie in einigen Bereichen zu einer effizienten Ergänzung für HLK-Systeme macht.
Kühlung
Eine zentrale Klimaanlage ist im Grunde eine Einweg-Wärmepumpe.Umweltingenieure und andere Klimaexperten verwenden häufig "HVAC-R" oder Heizung, Lüftung, Klimatisierung und Kühlung anstelle der älteren HVAC, da die Kühlung für HVAC-Systeme so wichtig geworden ist. Herkömmliche Klimageräte bestehen aus einem Kompressor und einem Kondensator, die das gekühlte Kältemittel durch einen als "Luftbehandler" bezeichneten Kasten im Lüftungssystem des Gebäudes zirkulieren lassen. Dabei wird der Ventilator im Ofen verwendet, um gekühlte Luft durch die Rohrleitungen zu den vorhandenen Lüftungsöffnungen zu befördern. Eine Wärmepumpe ist im Grunde eine Zweiwege-Klimaanlage, und Wärmepumpen sind effizientere Klimaanlagen als Heizungen. Wenn keine Luftführung vorhanden ist (aufgrund eines hydronischen oder elektrischen Direktheizungssystems), muss entweder ein Lüftungssystem installiert werden oder es müssen spezielle Systeme installiert werden, die als "Mini-Luftführung" oder "Mini-Split" -Klimaanlage ohne Luftführung bezeichnet werden. Diese Systeme betreiben kleine Kanäle, die Hochdruckventilatoren verwenden, oder leiten das Kältemittel selbst zu einem Luftbehandlungsgerät mit einem Ventilator in jedem zu kühlenden Raum.
