Wandklimageräte ohne Außengerät, auch als Monoblock-Klimaanlagen bekannt, vereinen den gesamten Kältekreislauf in einem einzigen Gehäuse im Innenraum und nutzen zwei diskrete Wandkanäle für den Wärmeaustausch mit der Außenluft. Diese Konstruktion löst das Problem von Installationsverboten an historischen Fassaden oder in Mietwohnungen, erfordert jedoch ein hochgradig optimiertes System zur Luftführung und Schalldämmung.
Der geschlossene Kältekreislauf im Gehäuse
In einer klassischen Split-Klimaanlage ist der Kompressor im Außenbereich platziert. Bei einem Monoblock-Wandgerät befinden sich Kompressor, Kondensator, Expansionsventil und Verdampfer in einer einzigen kompakten Chassiseinheit. Der Kühlprozess basiert auf der kontinuierlichen thermodynamischen Zustandsänderung eines Sicherheitskältemittels im geschlossenen Kreislauf:
- Verdampfung: Die warme Raumluft wird durch einen Ventilator über den kalten Verdampfer geführt. Das flüssige Kältemittel im Inneren nimmt die thermische Energie der Raumluft auf und wechselt den Aggregatzustand von flüssig zu gasförmig. Die abgekühlte Luft strömt zurück in den Raum.
- Komprimierung: Der elektrische Kompressor saugt das gasförmige Kältemittel an und verdichtet es stark. Durch diesen Druckanstieg steigen auch die Temperatur und der Siedepunkt des Kältemittels signifikant an.
- Kondensation: Das heiße, unter hohem Druck stehende Gas strömt durch den Kondensator. Hier muss die Wärme an die Umwelt abgegeben werden, damit sich das Kältemittel wieder verflüssigt. An diesem Punkt unterscheidet sich das Monoblock-Gerät entscheidend von Split-Anlagen.
- Entspannung: Das verflüssigte Kältemittel passiert das Expansionsventil, wobei der Druck schlagartig abfällt. Die Temperatur sinkt unter die Raumtemperatur, und der Kreislauf beginnt von vorn.
Luftstromsteuerung und Vermeidung von Unterdruck
Um die Wärme am internen Kondensator effizient abzuführen, benötigt das Gerät Außenluft als Kühlmedium. Dies wird über zwei Kernbohrungen in der Außenwand realisiert, die meist einen Durchmesser von 150 bis 200 Millimetern aufweisen. Ein separater Radialventilator saugt durch den ersten Kanal frische Außenluft an. Diese Luft strömt direkt über den heißen Kondensator, nimmt dessen Wärme auf und wird als erhitzte Abluft durch den zweiten Kanal wieder nach draußen geblasen. Dieses Zweikanalsystem ist physikalisch zwingend erforderlich, um einen ausgeglichenen Luftdruck im Wohnraum zu gewährleisten. Einfache Einkanal-Mobilgeräte erzeugen permanenten Unterdruck, wodurch warme Außenluft durch Türspalten nachgezogen wird. Das geschlossene Doppelrohr-Prinzip des Wandgeräts verhindert diesen Effizienzverlust vollständig.
Phasenübergang und das Management des Kondenswassers
Beim Abkühlen der Raumluft am Verdampfer wird der Taupunkt unterschritten, wodurch Luftfeuchtigkeit als Kondensat an den Kühllamellen ausfällt. Da kein natürlicher Schwerkraftabfluss nach außen wie bei herkömmlichen Außengeräten vorhanden ist, nutzen moderne Monoblock-Geräte eine thermodynamische Methode zur Entsorgung: Eine integrierte Kondensatpumpe leitet das Wasser zu einer Einspritzdüse am heißen Kondensator. Dort verdampft das Wasser sofort und wird mit dem warmen Abluftstrom gasförmig nach draußen transportiert. Dies hat einen thermodynamischen Nebeneffekt: Die Verdampfungskälte des Wassers unterstützt die Kühlung des Kondensators, was die Gesamteffizienz des Systems steigert.
Schallentkopplung und Strömungsmechanik im Innenraum
Da der Kompressor als Hauptgeräuschquelle im Innenraum arbeitet, ist eine effektive Schalldämmung essenziell. Die Hersteller minimieren den Schalldruckpegel durch gezielte materialwissenschaftliche Maßnahmen. Der Kompressor ist schwimmend auf Gummi-Schwingungsdämpfern gelagert, um Körperschallübertragungen auf das Gehäuse und die Wand zu verhindern. Zudem ist der Kompressorraum mit hochdichten Verbundschaumstoffen ausgekleidet, die hochfrequente Geräusche absorbieren. Die Luftführungskanäle im Gerät sind zudem aerodynamisch so geformt, dass turbulente Strömungen und die damit verbundenen Strömungsgeräusche minimiert werden.
