Effiziente Raumlüftung erfrischt die Energiebilanz

Effiziente Raumlüftung
erfrischt die Energiebilanz

Kontrolle des Druckverlusts am Luftfilter wichtig für Steuerung

Die Europäische Union macht Druck: Bis 2020 will sie die Energieeffizienz von Gebäuden um 20% erhöhen. Die Mitgliedsstaaten haben entsprechende Gesetzesentwürfe erarbeitet oder bereits verabschiedet. Allein in Deutschland entfallen nach Angaben des Bundesbauministeriums 40% des gesamten Energieverbrauchs auf öffentliche und private Gebäude. Sie verursachen fast ein Drittel des gesamten CO2-Ausstoßes. Maßgeblichen Anteil daran haben die Lüftungssysteme. Sie energetisch optimal zu steuern, ist daher eine der herausfordernden Aufgaben der Messtechnik in den kommenden Jahren.

Energieeffiziente Luftförderung (Bild: Wika Alexander Wiegand SE & Co. KG)

Energieeffiziente Luftförderung (Bild: Wika Alexander Wiegand SE & Co. KG)


Im Vergleich zu den Investitionen und Innovationen bei Heizungstechnik, Fassadendämmung oder Dachsanierung spielen Raumlufttechnische (RLT-)-Anlagen in der öffentlichen Wahrnehmung eine eher untergeordnete Rolle. In den Überlegungen für eine optimierte Gebäudeausrüstung allerdings nicht: Das Umweltbundesamt z.B. rechnet, dass allein durch effiziente Lüftungssysteme in Industrie- und Gewerbebetrieben rund 7Mrd. kWh Strom gespart würden. Derzeit schlucken Ventilatoren in RLT-Anlagen bis zu 20% der gewerblich genutzten elektrischen Energie. Davon wird etwa ein Drittel benötigt, um den Strömungswiderstand der Luftfilter zu überwinden – also um einen Druckverlust auszugleichen. Nun sind Druckverluste im Kreislauf einer RLT-Anlage die Regel, sie entstehen u.a. bei der Aufbereitung, am Wärmetauscher, im Kanalsystem und an den Lüftungsklappen.
Zentrallüftungsgerät (Bild: Wika Alexander Wiegand SE & Co. KG)

Zentrallüftungsgerät (Bild: Wika Alexander Wiegand SE & Co. KG)

Strömungswiderstand bis zu sechs Mal stärker

Die Luft muss zirkulieren, und das kostet entsprechend Energie. Innerhalb dieses Zyklus stellen die Luftfilter die größte zu überwindende Hürde dar. Während des Betriebs lagert sich in ihnen zunehmend Schmutz und Staub ab. Je nach Beschaffenheit steigt der Filterwiderstand im Laufe der Zeit um das Drei- bis Sechsfache und analog dazu der Stromverbrauch. Eine unzureichende Überwachung oder eine verspätete Wartung des Filters verschärfen diesen Prozess. Zu stark verschmutzte Filter sind aber nicht nur aus ökologischer und ökonomischer Sicht von Nachteil – sie bergen darüber hinaus ein hygienisches Risiko: Aus Gründen der Energieeinsparung schließen moderne Fenster und Türen die Räume nahezu luftdicht ab. Für Gesundheit und Wohlbefinden, sowohl in Wohnungen als auch am Arbeitsplatz, ist eine einwandfrei funktionierende technische Belüftung umso wichtiger. Denn der typische Mitteleuropäer verbringt im Durchschnitt etwa 90% seiner Lebenszeit in Innenräumen (Verkehrsmittel inklusive).

 'Air2guide' Produktfamilie (Bild: Wika Alexander Wiegand SE & Co. KG)

‚Air2guide‘ Produktfamilie (Bild: Wika Alexander Wiegand SE & Co. KG)

Stromverbrauch halbiert

Die Investition in exakt kontrollierte und zeitgenau gewartete Luftfilter lohnt sich also aus mehreren Gründen. Wie sehr sie sich auszahlt, hat z.B. die Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETHZ) bei ihrem eigenen Lüftungssystem ermittelt. Dessen 232 Filter bewältigten während einer Betriebszeit von 5.800h im Jahr fast 788.800m³ Luft bei einem Druckverlust von 240Pa. Bei einem Wirkungsgrad der eingesetzten Ventilatoren von 0,55 und einem Strompreis von 0,12?/kWh kam die Hochschule unterm Strich auf Energiekosten von insgesamt 66.546?. Berücksichtigt man, dass die Energiekosten in der Life-Cycle-Bilanz eines jeden Luftfilters ohnehin mit 80% zu Buche schlagen, ist die Entscheidung der ETZH für energieeffizientere Luftfilter leicht nachzuvollziehen: Der Energieaufwand hat sich seit dem Umstieg um 50% reduziert. Weitere Maßnahmen zur Energieeinsparung in RLT-Anlagen wären frequenzgeregelte Lüfter und Ventilatoren mit hohem Wirkungsgrad, niedrige Luftströmungsgeschwindigkeiten oder eine bedarfsgeregelte Lüftung über CO2/VOC-Messung. Entscheidend für die Effizienz jeder Filter-Lösung ist die genaue Kontrolle ihres Widerstands, die über die Messung des Druckverlustes erfolgt. Dazu muss an jedem Filter ein Manometer installiert werden, der die Differenz zwischen den Drücken vor und hinter dem Schadstofffänger ermittelt. Von seiner Exaktheit hängt es ab, ob die Filter zum definierten Zeitpunkt gewartet oder ausgetauscht werden. Dazu eignen sich Niederdruckmessgeräte, z.B. aus dem air2guide-Programm von Wika, das speziell auf die Anforderungen der Raumlufttechnik zugeschnitten wurde. Die besondere Herausforderung bei der Entwicklung von Differenzdruckmessgeräten im Niederdruckbereich besteht in den geringen Kräften, die dem Messwerk zur Verfügung stehen. Bei Druckdifferenzen von 50Pa sind es lediglich ein paar zehntel Newton. Der Differenzdruckmanometer aus der air2guide-Reihe umfasst zwei geschlossene Kammern für Plus/Minus-Druck, die mit einer Silikonmembrane von-einander getrennt sind. Die Druckdifferenz bewirkt, dass die Sensoreinheit sich im Verhältnis zur Druckänderung gegen die Messfeder bewegt.

 Differenzdruckmessgerät Typ A2G-10 (Bild: Wika Alexander Wiegand SE & Co. KG)

Differenzdruckmessgerät Typ A2G-10 (Bild: Wika Alexander Wiegand SE & Co. KG)

Seiten: 1 2Auf einer Seite lesen

WIKA Alexander Wiegand SE & Co. KG

Das könnte Sie auch Interessieren

Effiziente Raumlüftung
erfrischt die Energiebilanz

Kontrolle des Druckverlusts am Luftfilter wichtig für Steuerung

Die Europäische Union macht Druck: Bis 2020 will sie die Energieeffizienz von Gebäuden um 20% erhöhen. Die Mitgliedsstaaten haben entsprechende Gesetzesentwürfe erarbeitet oder bereits verabschiedet. Allein in Deutschland entfallen nach Angaben des Bundesbauministeriums 40% des gesamten Energieverbrauchs auf öffentliche und private Gebäude. Sie verursachen fast ein Drittel des gesamten CO2-Ausstoßes. Maßgeblichen Anteil daran haben die Lüftungssysteme. Sie energetisch optimal zu steuern, ist daher eine der herausfordernden Aufgaben der Messtechnik in den kommenden Jahren.

Energieeffiziente Luftförderung (Bild: Wika Alexander Wiegand SE & Co. KG)

Energieeffiziente Luftförderung (Bild: Wika Alexander Wiegand SE & Co. KG)


Im Vergleich zu den Investitionen und Innovationen bei Heizungstechnik, Fassadendämmung oder Dachsanierung spielen Raumlufttechnische (RLT-)-Anlagen in der öffentlichen Wahrnehmung eine eher untergeordnete Rolle. In den Überlegungen für eine optimierte Gebäudeausrüstung allerdings nicht: Das Umweltbundesamt z.B. rechnet, dass allein durch effiziente Lüftungssysteme in Industrie- und Gewerbebetrieben rund 7Mrd. kWh Strom gespart würden. Derzeit schlucken Ventilatoren in RLT-Anlagen bis zu 20% der gewerblich genutzten elektrischen Energie. Davon wird etwa ein Drittel benötigt, um den Strömungswiderstand der Luftfilter zu überwinden – also um einen Druckverlust auszugleichen. Nun sind Druckverluste im Kreislauf einer RLT-Anlage die Regel, sie entstehen u.a. bei der Aufbereitung, am Wärmetauscher, im Kanalsystem und an den Lüftungsklappen.
Zentrallüftungsgerät (Bild: Wika Alexander Wiegand SE & Co. KG)

Zentrallüftungsgerät (Bild: Wika Alexander Wiegand SE & Co. KG)

Strömungswiderstand bis zu sechs Mal stärker

Die Luft muss zirkulieren, und das kostet entsprechend Energie. Innerhalb dieses Zyklus stellen die Luftfilter die größte zu überwindende Hürde dar. Während des Betriebs lagert sich in ihnen zunehmend Schmutz und Staub ab. Je nach Beschaffenheit steigt der Filterwiderstand im Laufe der Zeit um das Drei- bis Sechsfache und analog dazu der Stromverbrauch. Eine unzureichende Überwachung oder eine verspätete Wartung des Filters verschärfen diesen Prozess. Zu stark verschmutzte Filter sind aber nicht nur aus ökologischer und ökonomischer Sicht von Nachteil – sie bergen darüber hinaus ein hygienisches Risiko: Aus Gründen der Energieeinsparung schließen moderne Fenster und Türen die Räume nahezu luftdicht ab. Für Gesundheit und Wohlbefinden, sowohl in Wohnungen als auch am Arbeitsplatz, ist eine einwandfrei funktionierende technische Belüftung umso wichtiger. Denn der typische Mitteleuropäer verbringt im Durchschnitt etwa 90% seiner Lebenszeit in Innenräumen (Verkehrsmittel inklusive).

 'Air2guide' Produktfamilie (Bild: Wika Alexander Wiegand SE & Co. KG)

‚Air2guide‘ Produktfamilie (Bild: Wika Alexander Wiegand SE & Co. KG)

Stromverbrauch halbiert

Die Investition in exakt kontrollierte und zeitgenau gewartete Luftfilter lohnt sich also aus mehreren Gründen. Wie sehr sie sich auszahlt, hat z.B. die Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETHZ) bei ihrem eigenen Lüftungssystem ermittelt. Dessen 232 Filter bewältigten während einer Betriebszeit von 5.800h im Jahr fast 788.800m³ Luft bei einem Druckverlust von 240Pa. Bei einem Wirkungsgrad der eingesetzten Ventilatoren von 0,55 und einem Strompreis von 0,12?/kWh kam die Hochschule unterm Strich auf Energiekosten von insgesamt 66.546?. Berücksichtigt man, dass die Energiekosten in der Life-Cycle-Bilanz eines jeden Luftfilters ohnehin mit 80% zu Buche schlagen, ist die Entscheidung der ETZH für energieeffizientere Luftfilter leicht nachzuvollziehen: Der Energieaufwand hat sich seit dem Umstieg um 50% reduziert. Weitere Maßnahmen zur Energieeinsparung in RLT-Anlagen wären frequenzgeregelte Lüfter und Ventilatoren mit hohem Wirkungsgrad, niedrige Luftströmungsgeschwindigkeiten oder eine bedarfsgeregelte Lüftung über CO2/VOC-Messung. Entscheidend für die Effizienz jeder Filter-Lösung ist die genaue Kontrolle ihres Widerstands, die über die Messung des Druckverlustes erfolgt. Dazu muss an jedem Filter ein Manometer installiert werden, der die Differenz zwischen den Drücken vor und hinter dem Schadstofffänger ermittelt. Von seiner Exaktheit hängt es ab, ob die Filter zum definierten Zeitpunkt gewartet oder ausgetauscht werden. Dazu eignen sich Niederdruckmessgeräte, z.B. aus dem air2guide-Programm von Wika, das speziell auf die Anforderungen der Raumlufttechnik zugeschnitten wurde. Die besondere Herausforderung bei der Entwicklung von Differenzdruckmessgeräten im Niederdruckbereich besteht in den geringen Kräften, die dem Messwerk zur Verfügung stehen. Bei Druckdifferenzen von 50Pa sind es lediglich ein paar zehntel Newton. Der Differenzdruckmanometer aus der air2guide-Reihe umfasst zwei geschlossene Kammern für Plus/Minus-Druck, die mit einer Silikonmembrane von-einander getrennt sind. Die Druckdifferenz bewirkt, dass die Sensoreinheit sich im Verhältnis zur Druckänderung gegen die Messfeder bewegt.

 Differenzdruckmessgerät Typ A2G-10 (Bild: Wika Alexander Wiegand SE & Co. KG)

Differenzdruckmessgerät Typ A2G-10 (Bild: Wika Alexander Wiegand SE & Co. KG)

Seiten: 1 2Auf einer Seite lesen

Bild: Fluke Deutschland GmbH
Bild: Fluke Deutschland GmbH
Messung der Netzqualität bei Solaranlagen

Messung der Netzqualität bei Solaranlagen

Der Markt für erneuerbare Energien wächst rasant und stellt neue Herausforderungen an qualifizierte Techniker, die die Solaranlagen und Windparks der Zukunft in Betrieb nehmen und warten sollen. Mark Bakker, Field Application Engineer bei Fluke, geht auf die Bedeutung der Netzqualitätsmessung für Solaranlagen näher ein und erklärt die Fallstricke und korrekten Herangehensweisen im Interview.

Bild: ABB Stotz-Kontakt GmbH
Bild: ABB Stotz-Kontakt GmbH
Premiere für Cylon

Premiere für Cylon

Bauer Elektroanlagen realisiert über alle elektrotechnischen Leistungsbereiche hinweg Anlagentechnik aus einer Hand. Das Unternehmen demonstriert an seiner Berliner Niederlassung, was mit moderner Gebäudeautomation heute alles möglich ist: Der Neubau auf dem Firmengelände im Stadtteil Adlershof ist energieautark konzipiert und speist überschüssigen Photovoltaikstrom automatisch in Ladesäulen für Elektrofahrzeuge ein. Sämtliche Steuerungssysteme basieren auf offenen Standards zur intelligenten Gebäudevernetzung. Als technologisches Novum sorgen dabei erstmals Lösungen von ABB Cylon.

Bild: Gifas Electric GmbH
Bild: Gifas Electric GmbH
Beleuchteter LED-Handlauf für mehr Sicherheit

Beleuchteter LED-Handlauf für mehr Sicherheit

Für die Modernisierung einer Notfalltreppe im Außenbereich eines Gebäudes der Universität Trier wurde eine effiziente und redundante Lichtlösung gesucht, die alle Normen für Treppen im öffentlichen Bereich gemäß DIN EN12464-1 und DGUV Information 208-055 erfüllt. Die Wahl fiel auf das modulare Handlaufsystem LaneLED Inox48 von Gifas, das den Anforderungen an Lichtleistung, Design und Sicherheit gerecht wurde.

Bild: ©Blue Planet Studio/stock.adobe.com
Bild: ©Blue Planet Studio/stock.adobe.com
Long Range Wide Area Network für Smart Cities

Long Range Wide Area Network für Smart Cities

Ursprünglich für das Internet of Things (IoT) entwickelt, wird die Funktechnologie Lorawan – kurz für Long Range Wide Area Network – zunehmend auch von Städten, Kommunen, Liegenschaftsverwaltern und Energieversorgern vorangetrieben. Auch in Smart Cities spielt sie eine wichtige Rolle. Als Alternative zu anderen Funksystemen bietet sich Lorawan vor allem dort als leistungsstarke Lösung an, wo große Reichweiten und hohe Wirtschaftlichkeit wesentlich sind.

Bild: Softing IT Networks GmbH
Bild: Softing IT Networks GmbH
Durchblick im Taschenformat

Durchblick im Taschenformat

Nach der Zertifizierung ist vor der Inbetriebnahme: Moderne Highend-Verdrahtungstester erreichen heute ganz neue Möglichkeiten. Konnten frühere Geräte sich nur über Kupferanschlüsse mit einem aktiven Netzwerk verbinden, deckt die neueste Generation von Testern alle drei Medien (Kupfer-, Glasfaser und WLAN) zum Verbindungsaufbau und Testen der Konnektivität ab. Aber auch die PoE (Power-over-Ethernet)-Leistung einer Verbindung kann mit Geräten der neusten Generation getestet werden.

Bild: Faruk Pinjo
Bild: Faruk Pinjo
Effiziente Beleuchtung für mehr Sicherheit

Effiziente Beleuchtung für mehr Sicherheit

Mit einem zeitgemäßen Beleuchtungskonzept wirken Parkhäuser einladend und sicher. Darüber hinaus soll Beleuchtung bei möglichst geringem Stromverbrauch für komfortable Orientierung sorgen. Diese Aspekte hat Zumtobel im Rahmen eines Modernisierungsprojekts im Parkhaus des Gundeli-Parks in Basel vereint. Nachhaltigkeit war bei diesem Projekt das Credo – sowohl bei der Geschäftsbeziehung als auch bei der Installation.