Lüftung und Klimaanlagen werden zur Regulierung der Umweltbedingungen bei Undustrie-Prozessen bzw. zur Komfort-Steigerung der Wohnräumlichkeiten in Haushalten eingesetzt. Lüftungssysteme regulieren den Luftzustrom und die Abluft, entweder eigenständig oder in Kombination mit Klimaanlagen. Sie liefern den Sauerstoff für das Personal und sorgen auch für Geruchsfreiheit. Klimaanlagen kontrollieren das Klima der Innebereiche (Temperatur, Feuchtigkeit, Luftumsatz und –reinheit) zum Wohlfühlen der Insassen oder aber auch, um die Produkte oder Materialen besser zu erhalten, die dort gelagert oder gehandhabt werden.

LÜFTUNG.

Gebäude, wo Menschen leben und arbeiten, müssen belüftet werden, um Sauerstoff zuzuführen, die Konzentration an Kohlendioxid und Verdunstungen zu minimieren, sowie unangenehme Gerüche zu eliminieren. Oft findet eine gewisse natürliche Belüftung statt durch Spalten an Türen, Wände oder durch Fenster und Türen selbst. Diese natürliche Belüftung, vielleicht in privaten Haushalten akzeptabel, ist nicht ausreichend für öffentliche Gebäude wie Büros, Theater oder Fertigungswerke.

Belüftungssysteme in Fertigungshallen müssen die Schadstoffe abfangen, die in der Luft am Arbeitsplatz enthalten sein können. Bei fast allen chemischen Prozessen entstehen Abgase und Verdunstungen, die effektiv von der Umgebung des Arbeitsplatzes abgeführt werden müssen.

Viele Ingenieuere sind der Meinung, dass für eine gute Belüftung das ganze Luftvolumen zwei- bis drei-Mal pro Stunde umgetauscht werden muss, oder pro Person zwischen 280 und 850 Liter frische Luft pro Minute zugeführt werden muss. Um diesen Luftumsatz zu erreichen, ist es erforderlich, mechanische Einrichtungen einzusetzen, die den natürlichen Luftfluss erhöhen.

Die einfachsten Belüftungseinrichtungen sind Ventilatoren, die eingesetzt werden, um die muffige Luft aus dem Gebäude abzuführen und somit die Zuführung frischer Luft zu ermöglichen. Belüftungssysteme können mit Heizgeräten, Filtern, Feuchigkeitsreglern und Kühlgeräten kombiniert werden. Viele Systeme beinhalten einen Wärmetauscher. Diese Systeme nutzen die Abluft, um die Frischluft zu erwärmen oder zu kühlen; somit erhöhen sie die Systemeffizienz und reduzieren den für den Betrieb erforderlichen Energiebedarf.

KLIMAANLAGEN.

Eine Klimaanlage besteht aus verschiedenen Einrichtungen, die Luft umsetzen und deren Temperatur, Feuchtigkeit und Reinheit jederzeit einhalten, unabhängig von den klimatischen Bedingungen. Oft wird der Begriff „Klimaanlage“ fälschlicherweise für Kühlluft verwendet. Viele sogenannte Klimaanlagen sind nur Kühlanlagen, die mit Ventilatoren versehen sind und einen Durchfluss an kühler, filtrierter Luft ermöglichen.

Viele Fertigungsprozesse, wie zum Beispiel in der Papierherstellung, in der Textilbranche und Druckereibetrieben, erfordern eine Luftaufbereitung und die Möglichkeit zur Regulierung der Lufteingeschaften.

Zentralisierte Klimaanlagen, die Lüftung, Heizung und Kühlung nach Bedarf liefern, werden in grossen Lagerräumen, Restaurants, Kinos, Theater und anderen öffentlichen Gebäuden eingesetzt. Solche Systeme sind komplex und werden oft während der Bauphase des Gebäudes angebracht. Sie werden vermehrt automatisiert, zwecks Energie-Reduzierung, und werden über Rechner gesteuert. In älteren Gebäuden, wie Büro- oder Wohnungsgebäuden, wird oft eine Kühlanlage mit Ventilatoren eingebaut, Lüftungsschächte und eine Kammer, in der die Luft des Gebäudes mit der Aussenluft gemischt werden. Diese Einrichtungen werden verwendet, um in den Sommermonaten die Luft zu kühlen und zu entfeuchten. Es gibt kleinere Geräte, um einzelne Räume zu kühlen, die aus einer Kühlanlage und einem Ventilator in einer kompakten Struktur bestehen und an einem Fenster angebracht werden können.

Die Auslegung einer Klimaanlage hängt von der Gebäudestruktur ab, wo sie installiert werden soll, vom Volumen der zu kühlenden Räume, von der Anzahl der Insassen und der Arbeitsart, die sie verrichten. Räume mit grossen, der Sonne ausgesetzten Fenstern, oder ein Innenbüro mit vielen Lampen, die Hitze abstrahlen, erfordern eine Anlage mit viel höherer Kühl-Leistung als ein fensterloser, mit Sparlampen beleuchteter Raum. Höherer Luftumsatz ist erforderlich in Räumen, in denen geraucht werden darf, als in Räumlichkeiten gleicher Grösse, wo es nicht erlaubt ist. In Wohnräumen kann die gekühlte oder erwärmte Luft umgewälzt werden, ohne die Insassen zu stören, aber in Labors oder Fertigunswerken, wo aus den Fertigungsprozessen schädlicher Rauch entsteht, kann die Luft nicht nur umgewälzt werden, hier muss ständig gekühlte oder erwärmte Frischluft zugeführt und die muffige Luft abgeführt werden.

Klimaanlagen werden nach ihrer effektiven Kühlkapazität eingestuft, die in Kilowatt ausgedrückt werden müsste. Trotzdem wird diese in Kühl-Tonnen angegeben, die der Wärmemenge entspricht, die erforderlich ist, um eine Tonne Eis innerhalb von 24 Stunden zu verschmelzen; dies entspricht 3,5 Kilowatt.

STAUBKOLLEKTOREN.

Staub ist ein Produkt der Verschmutzung und kann ernste gesundheitliche Problem hervorrufen, wie Asthma und Allergien. Eine neue Methode, um Luft zu säubern, sind Staubkollektoren, dessen Hauptaufgabe darin besteht, den Staub aus der Luft zu filtrieren. Die Verwendung von Staubkollektoren kann einem Industriezweig dazu verhelfen, sich innerhalb der geltenden Emissionsvorgaben zu bewegen, die für die Gesundheit und die Umwelt adequat sind.

Staubkollektoren werden üblicherweise für folgende Zwecke eingesetzt:

• Kontrolle der Luftverschmutzung
• Reduzierung der Instandhaltung von Anlagen
• Abschaffung von Gesundheits- und Sicherheits-Risiken
• Verbesserung der Produkt-Qualität
• Rückgewinnung eines wertvollen Produkts, wie bei Trockneranlagen und Giessereien.
  • Klimaanlagen
  • Belüftung
  • Dunstabzug
  • Zuführung gewaschener Luft
  • Schächte und Isolierungen

Die Grundschritte beim Staubsammeln mittels verschiedener Einrichtungen sind:

• Die Trennung der Partikeln aus der Gasströmung mittels Ausscheidung an einer Sammel-Oberfläche
• Das Zurückbehalten dieser Partikeln auf der Sammel-Oberfläche
• Die Entnahme der Partikeln aus der Sammel-Oberfläche zur Rückgewinnung oder Entsorgung

Der Ausscheidungs-Schritt erfordert die Einwirkung einer Kraft, die eine Differential-Bewegung der Partikeln gegenüber der Gasströmung zur Folge hat, aber auch ausreichend Zeit, damit die Partikeln die Sammeloberfläche erreichen.

Die am meisten verwendete Staubsammeleinrichtung ist der Zyklon, in den das mit Staub geladene Gas in eine zylindrische oder konische Kammer an einem oder an mehreren Punkten tangentiell zugeführt wird und es dann aus dieser Kammer durch eine zentrale Öffnung hinausgeblasen wird. Dank der Massenträgheit tendieren die Staubpartikeln zur äusseren Wand des Ausscheiders hin; von hier werden sie dann zum Kollektor gebracht. Ein Zyklon ist im wesentlichen eine Ausscheidungskammer, in der die Gravitation durch die Zentrifugal-Beschleunigung ersetzt wird. Die unmittelbare Eintritts-Öffnung eines Zyklons ist meistens rechteckig.

Zyklon-Kollektoren werden hauptsächlich zur Trennung von festen Bestandteilen aus Fluiden eingesetzt; sie nutzen die Zentrifugal-Kraft zur Ausscheidung. Ein solches Trennverfahren hängt nicht nur von der Grösse der Partikeln ab, sondern auch von deren Dichte, so dass Zyklone zur Ausscheidung eingesetzt werden können, auf Basis der Grösse oder Dichte der Partikeln, oder beides.