Anzeige

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)

Empfehlungen der Redaktion

Das könnte Sie auch interessieren

Zentrale Lüftungslösungen haben ein Problem: Die eingesaugte Außenluft muss einen langen Weg durch verzweigte Kanäle und Schächte zurücklegen. Diese sind teuer in der Anschaffung und treiben die Betriebskosten in die Höhe. Denn trotz Filter können sich Partikel ansammeln, die den Luftwiderstand im Lüftungskanal erhöhen. Dann bleibt nur die Motorleistung zu erhöhen. Anders bei dezentralen, direkt in die Wand gesetzten Lüftungsgeräten, die komplett ohne Leitungssystem auskommen. Die Luft kann ohne signifikanten Widerstand direkt in den Zielraum gelangen. ‣ weiterlesen

Anzeige

1865 gegründet, musste die Gesangbuchfabrik J. Schäfer im pfälzischen Grünstadt 2006 ihre Tore schließen. Der seitdem andauernde Dornröschenschlaf des Gebäudes wird nur hin und wieder durch Ausstellungen des örtlichen Kulturvereins unterbrochen. Anders erging es dem östlich der alten Fabrik gelegenen Gelände: Auf der innerstädtischen Baulücke plante die Bauherrengemeinschaft Gesangbuchfabrik Grünstadt gemeinsam mit dem ABüro P4-Architekten BDA in Frankenthal eine Wohnanlage. Entstanden sind sechs Gebäude, die auf ein nachhaltiges Energiekonzept mit Produkten von Stiebel Eltron setzen. ‣ weiterlesen

Anzeige

Einen Sparkurs, den man gern fährt - das sind die mehr als eine Million Kilowattstunden an Energie, die der Hersteller von Verbindungstechnik- und Automatisierungslösungen Wago an seinem Produktions- und Logistikstandort im thüringischen Sondershausen nun einspart. Technischer Dreh- und Angelpunkt des Effizienzprojekts ist die kombinierte Bereitstellung von Druckluft, Wärme und Kälte.‣ weiterlesen

Anzeige

In der Automobilbranche sind die Weichen für die Zukunft gestellt: Diesel- und Benzinmotoren werden von elektrischen Pendants abgelöst. Auch das Heizen mit Strom ist auf dem Vormarsch: Neue Technologien haben der dezentralen elektrischen Raumbeheizung auf die Sprünge geholfen, machen sie sparsam und klimafreundlich. Das spiegelt sich auch im Sortiment der Raumwärmelösungen von AEG wieder.‣ weiterlesen

Anzeige

Wir leben in beängstigenden Zeiten: Die ganze Welt wird von Corona in die Knie gezwungen. Es ist schwer, den Betrieb in Schulen, Büros und anderen Räumen aufrecht zu erhalten. Ein wichtiger Faktor dabei ist die Überwachung der Luftqualität. Hier kann und muss ein High-End-Bussystem wie LCN helfen. Die dafür eigens entwickelten Produkte überwachen die Luftqualität und fordern in mehreren Schritten zum Lüften auf. Der Einbau des LCN-Luftgüte Sets ist einfach und erfordert keine Erfahrungen mit Bussystemen. Der Installateur, der LCN schon kennt, kann mit dem LCN-GSA4 viel mehr: Er kann nicht nur die Lüftung und Klimatisierung vollautomatisch betreiben sondern auch in der Visualisierung (LCN-GVS) Diagramme aufzeichnen, Push-Meldungen verschicken und Vieles mehr.‣ weiterlesen

Nicht nur in der aktuellen Zeit, sondern bereits seit längerem suchen Endverbraucher verstärkt nach Produkten und Lösungen, die dazu beitragen, Gefahren durch Bakterien und Allergene zu reduzieren. Ein Bereich, den dies u.a. betrifft, sind Klima- und Lüftungsanlagen die in Gebäuden eingesetzt werden.‣ weiterlesen