Monoblock Klimaanlage: Umrüstung auf Zweischlauch?

In Wien wird die Hitze immer unerträglicher (besonders Extreme nehmen zu). Nicht umsonst plant eine hohe Anzahl den Kauf von Geräten (siehe kurier Artikel).

Alle neuen Monoblockgeräte werden nur mit einem ausgehendem Schlauch verkauft. (Ältere- und Industriegeräte mit zwei Schläuchen werden noch verkauft.). Im Internet findet man jede Menge Erfahrungsberichte darüber, dass sich ein Umbau auf Zweischlauch extrem lohnt. Leider ohne Temperaturmessungen oder sonstigen objektiven Informationen. In dem Artikel geht es darum, herauszufinden ob sich das tatsächlich lohnt.

Falls ihr nur die Ergebnisse lesen wollt, könnt ihr direkt nach unten zum Fazit springen.

Wichtig für Gasthermenbesitzer vorweg: Monoblock-Klimaanlagen dürfen auf keinen Fall mit Gasthermen zusammen betrieben werden. Auch nicht ein Zweischlauch-Gerät. Auch nicht in separaten Räumen. In Wien gibt es jährlich Unfälle und Todesfälle deswegen.

Monoblock vs. Splitgerät

Splitgeräte

Splitgeräte bestehen aus mehreren Teilen:

• Großer Kompressor (steht außen)
• Kleines Innengerät
• Schläuche mit Kühlflüssigkeit die beide Teile durch eine Wandbohrung verbinden

Die Funktionsweiße ist eigentlich recht simpel:

Warme Kühlflüssigkeit (in Gasform) erreicht den Kompressor. Der große Außenkompressor verflüssigt ihn. Das Verflüssigen (Ausnutzung von Aggregatzustandswechsel) gibt sehr viel Energie frei. Der Kompressor verfügt über einen großen Lüfter, der warme Außenluft ansaugt, die Energie aufnimmt, und deutlich heißere Außenluft ausstoßt. Die Flüssigkeit verliert dadurch so viel Energie, dass sie sehr kalt wird und zum Innenraum geleitet werden kann.

Im Innenraum wird Innenluft angesaugt und an der Kühlflüssigkeit vorbeigeleitet. Die Kühlrippen sind dabei so beschaffen, dass sich die Kühlflüssigkeit wieder ausdehnen darf und Gasförmig wird. Etwas Gasförmig zu machen (zB Wasser vom Herd verdampfen lassen), kostet sehr viel Energie. (Wenn man komplett Nass bei viel Wind nach draußen geht, spürt man genau diesen Energieverlust!). Die Raumluft wird dadurch deutlich abgekühlt. Die Gasförmige – nun warme – Kühlflüssigkeit wird zurückgeleitet.

Praktisch wird nicht mit Strom gekühlt (dass wäre unmöglich). Sondern Strom wird nur genutzt um Energie dem Innenraum zu entziehen und diese dafür der Außenwelt zuzuführen.

Ein Austausch der Luft findet nie statt. Somit entsteht kein Druckunterschied im Innenraum.

Was klar wird: Der Kompressor muss sehr groß sein um effizient zu bleiben, da er eben an bereits warmer Luft noch mehr Energie abgeben muss. Der Luftstrom am Kompressor ist dem dementsprechend Voluminös um das zu ermöglichen.

Das Innengerät ist recht leise. Dadurch hört man die Anlage (zumindest von innen) praktisch gar nicht.

Monoblock

Splitgeräte brauchen bauliche Veränderungen. Das muss der Vermieter genehmigen. Auch ggf. die Eigentümerversammlung. Und in Wien muss es sogar zusätzlich die Stadt genehmigen.

Monoblöcke sind mobil und haben alles in einem Gerät. Die Funktionsweise bleibt ähnlich wie beim Splitgerät. Nur dass der Kompressor die Luft über ein Schlauch nach außen stoßt. Angesaugt wird die Luft dafür entweder von innen oder über einen zweiten Schlauch von außen.

Wichtig ist, dass es immer noch zwei komplett getrennte Luftkreisläufe gibt. Einmal für den Kompressor und einmal für den Energieaustausch der Raumluft. Natürlich sorgt auch wieder die Kühlflüssigkeit für die Möglichkeit Energie aufzunehmen oder abzugeben.

Da der Kompressor im Raum ist, ist ein Monoblock unglaublich laut und erzeugt spürbare Vibrationen. Zusätzlich erzeugt der Kompressor durch Ineffizienz (er verbraucht ja auch Strom…) Abwärme, bei einem Splitgerät würde die Abwärme draußen bleiben, bei einem Monoblock wird sie dem Innenraum teilweise zugeführt.

Die Luft aus dem Kompressor muss dabei durch einen Schlau nach außen. Dies ist sehr problematisch, da die Luft sehr warm ist (warme Luft hat ein hohes Volumen) und die Menge an Luft die durch kann begrenzt ist. Der Kompressor braucht jedoch einen möglichst hohen Luftstrom (sieht man an den riesigen Lüftern bei den Kompressoren der Split-Anlagen).

Bei einem Gerät mit nur einem Schlauch, kommt die Luft für den Kompressor von innen. Dies erzeugt einen deutlichen Unterdruck, so muss immer warme Luft von Außen nachströmen.

Bei einem Gerät mit zwei Schläuchen wird die Luft für den Kompressor durch einen zweiten Schlauch zugeführt. Theoretisch sollte so kein Unterdruck entstehen. Praktisch entsteht auch ein Unterdruck (siehe bei den Testergebnissen), da das Gerät nie perfekt abgedichtet sein kann. Der Unterdruck ist zwar niedriger, jedoch ist dies bei Wohnungen mit Gasthermen immer noch gefährlich.

Laut Stiftung Warentest ist die echte Effizienz von Monoblock-Geräten unglaublich schlecht (1 kW Stromverbrauch entspricht 900W Kälteleistung; auch wenn die Kälteleistung als viel höher dargestellt wird von den Herstellern!). Splitgeräte haben oft auch einen Stromverbrauch von 1 kW, können jedoch mindestens die dreifache Kälteleistung liefern (3 kW).

Praktisch nimmt man sehr für Lärm für wenig Kühlleistung in Kauf. Jedoch bleibt bei einigen Wohnungen leider keine andere Wahl.
Wichtig ist jedoch auch: Sobald die Klima aus ist, wird es sehr schnell wieder so warm wie vorher. Ähnlich als wenn man im tiefsten Winter ein Heizkörper im Altbau auskühlen lässt.

Weitere Varianten

Ein paar weitere Varianten zur Übersicht.

Verdunstungskühler

Keine echten Klimaanlagen. Sie werden mit Wasser gefüllt und auf dem Tisch gestellt. Sie können tatsächlich durch Verdunstung (also wieder Aggregatszustandswechsel!) die Luft herum um etwa 2 Grad kühlen. Dies wird ineffizienter je höher die Luftfeuchtigkeit ist, sobald diese gesättigt ist, ist eine Kühlung nicht mehr möglich. Bei halbwegs trockner Luft und solange es innen noch wärmer ist als Außen, kann das Gerät sogar permanent kühlen.

Es ist halt nur sehr schwach und bringt kaum was.

Fenstergeräte

Auch ein Monoblock, jedoch ohne Schlauch. Der Monoblock ist im Fenster befestigt, der Kompressor ist dabei außen. Dadurch, dass der Kompressor größer sein kann und so mehr Luft zirkulieren kann, auch deutlich effizienter. Auch landet die Abwärme vom Kompressor direkt draußen und es ist innen leiser als beim klassischen Monoblock.

Befindet sich effizienzmäßig zwischen Monoblock und Splitgerät. In Europa selten zu sehen und erfordert auch bauliche Maßnahmen.

Monoblock: Umrüstung von Einschlauch auf Zweischlauch

Testaufbau

Im Internet ist man sich einig, dass ein Monoblock ziemlich ineffizient ist. Jedoch liest man auch viele Meinungen, dass sich eine Umrüstung von vorhandenen Geräten in Zweischlauch Geräten lohnt.

Die Idee ist die Folgende

• Weniger Unterdruck
• “Umluftbetrieb”. Warme Außenluft muss nicht nachströmen -> Soll dadurch die Raumluft besser kühlen können

Testaufbau:

• AEG AXP34U338CW – 12.000 BTU Kühlleistung (3,5kW) laut Datenblatt, Stromverbrauch 1,3 kW
  • Extra isolierter Schlauch für Luft nach außen
  • Fenster möglichst abgedichtet
  • Gleich großer Schlauch nach innen für Zweischlauch-Test
  • Klimaanlage ist immer auf Minimum-Temperatur eingestellt
• Raumaufbau:
  • Wohnzimmer
    • Raum der gekühlt werden soll
    • Klimaanlage steht im Raum
    • Frontal Südseitig mit hohen Fenstern
    • Alle Türen und Fenster geschlossen
    • 55 m3
  • Schlafzimmer
    • Referenzzimmer
    • Fast gleiche Eigenschaften wie das Wohnzimmer (direkt daneben; südseitig; große Fenster; ungefähr gleich groß)
• Daten
  • Temperaturmessung durch Homematic Thermostate
  • Außentemperatur automatisiert in hohem Interval durch Wetterbericht (über Homeassistant)
  • Daten werden durch Homeassistant aufgezeichnet und in einer InfluxDB gespeichert und ausgewertet
  • Temperatur in Wien seit Tagen bei über 30 Grad vor den Tests
  • Lautstärke wird mit dem Handy getestet
  • Luftdruck wird mit dem Handy getestet (Differenz zwischen dem Druck vor dem Einschalten und 5 min nach dem Einschalten)

Umbau auf Zweischlauch

Ein paar Tage vor dem Umbau, wurden die Tests mit nur einem Schlauch durchgeführt (siehe unten).

Für den Umbau wurde folgendes verwendet und gemacht:

• Originalschlauch für Luft nach innen
• Zugekaufter isolierter Schlauch für Luft nach außen
• Karton, zugeschnitten auf den Lufteingang für den Kompressor
• Weiße, selbstklebende Möbelfolie um den Karton Luftdicht zu machen
• Weißes Gewebeband
  • Alle Kanten/Schlitze des Kartons wurden von innen abgeklebt um des dicht zu machen
  • Vor anbringen der Möbelfolie wurde auch von außen die “Dichtheit” mit dem Tape erhöht
  • Wurde genutzt um den abgedichteten Karton anzukleben
• Der Schlauch wurde direkt am Karton befestigt, indem ein Kreuz reingeschnitten worden ist
  • Von innen wurde ein Adapter reingelegt
  • Der Adapter wurde mit dem Gewebeband isoliert und der Schlauch wurde auch damit daran befestigt

Ich denke die Bilder sind hier am aussagekräftigsten:

Test

Monoblock mit einem Schlauch

Druckdifferenz (nach Einschalten): 0,1 hPa weniger im Raum

Lautstärke (1m Entfernung): 54,3dB

Monoblock mit zwei Schläuchen

Lautstärke (1m Entfernung): 53,5dB

Ergebnisse

Zufällig ergab sich um 13 Uhr exakt die gleiche Differenz zwischen Wohn und Schlafzimmer. Auch wenn es über den Tag hinweg natürlich geschwankt ist. Die zwei Referenztage waren auch etwas unterschiedlich. Jedoch ergaben sich ähnliche Differenzen auch bei anderen Tagen.

Zur Erinnerung: Das Schlafzimmer ist sehr vergleichbar (genauso frontal Südseitig, ähnliche Fenster, ähnlich groß), die Tür zu dem war jedoch zu! Deshalb dient der Raum als Referenz.

Insgesamt ist das Ergebnis eher ernüchternd. Die Klimaanlage schafft eine maximale Differenz von etwa 7-8 Grad nach außen (und sie läuft dabei ohne Pause auf maximum durch!).

Auch bei vergleich anderer Tage, war nicht klar feststellbar, dass zwei Schläuche tatsächlich besser sind (kleinere Effekte von <0,5 C sind nicht ausgeschlossen). In jedem Fall ist feststellbar, dass es keine “extreme” Verbesserung gibt, oder gar eine Verbesserung die den Aufwand rechtfertigt.

Die Druckdifferenz zeigt einen deutlichen Unterschied (merkt man auch beim schließen von Türen). Auch spürt man einen deutlichen Unterdruck beim ansaugenden Schlauch. Trotzdem erzeugen auch zwei Schläuche einen Unterdruck.

Zwei Schläuche sind leiser als einer. Wahrscheinlich weil der Kompressor noch einmal überdeckt wird und der Luftstrom über den Schlauch geleitet wird. Dies ist subjektiv wahrnehmbar.

Fazit

Die Frage ist, wieso hat ein zweiter Schlauch kaum einen Effekt?

Schauen wir uns die Eigenschaften an:

Oft wird das Argument in Punkt 2 dafür genannt, wieso Zweischlauch effizienter wird.
Dadurch dass keine (oder wenig) warme Luft nachzieht, kann die Anlage im Umluftbetrieb arbeiten. D.h. vorhandene kalte Luft kann noch kälter gemacht werden.

Vernachlässigt wird aber dann Punkt 1, der in einem Gegensatz zu Punkt 2 steht. Denn bei einem zweiten Schlauch, bekommt der Kompressor direkt die heiße Luft von außen, die der Kompressor selbstverständlich noch heißer machen muss, um Energie abgeben zu können. Erschwerend kommt hinzu, dass der Kompressor schlechter an Luft kommt und so der Luftstrom ggf. weiter limitiert wird. Dagegen ohne Zweitschlauch kann der Kompressor direkt kühlere Luft aus dem Innenraum ziehen. Auch wurde der Kompressor ggf. nicht dafür konstruiert die höhere Temperatur anzunehmen.

Der Hauptgrund wieso ein Monoblock so ineffizient ist, ist wahrscheinlich nicht ein fehlender Umluftbetrieb (bei einem Schlauch). Sondern dass der Kompressor seine Wärme zu einem Teil direkt innen abgibt und schlechter Energie an die Außenluft abgeben kann. Letzteres ist ein so großes Problem, dass ein fehlender Umluftbetrieb wohl kaum zu Buche schlägt. Des Weiteren ist der (Außenluft)-Umsatz deutlich kleiner als bei einem großen Split-Kompressor, wodurch die Abgabe von Energie erschwert wird. Stiftung Warentest hat hier einen Test durchgeführt, statt einer angegebenen Kälteleistung von 12.000 BTU hatten die Geräte in der Praxis weniger als 3500 BTU [1].

Sicher auch einer der Gründe wieso keine neuen Zweischlauch-Geräte mehr produziert werden.

Fazit: Ein Monoblock lohnt sich nur, falls keine Alternativen möglich sind. Eine Aufrüstung mit einem zweiten Schlauch führt in meinem Test zu keiner Temperaturdifferenz bzgl. eines Referenzraumes. Eine besseres Ergebnis ist bei anderen Bedingungen nicht ausgeschlossen, jedoch ist eine “extreme” Verbesserung unwahrscheinlich. Ein Vorteil gibt es dennoch: Die Klimaanlage wird tatsächlich etwas leiser.

Weiteres

Mir ist aufgefallen, dass wenn die Türen zu allen Räumen offen sind, die Klimaanlage immer noch 6-7 grad Temperaturdifferenz nach außen hin schafft und dabei gleich die anderen Räume zu einem gewissen Grad mitkühlt. Scheinbar ist die Klimaanlage bei kleiner Temperaturdifferenz deutlich effizienter und wird ineffizienter je größer diese wird. Deshalb kann es sich lohnen einfach die Türen zu allen Räumen offen zu lassen.

[1] hinter Paywall: https://www.test.de/Klimageraete-im-Test-4722766-0/