- Einleitung
- Untersuchte Betriebsarten
- Diskussion der Ergebnisse
- Ergebnisse der Jahressimulation
Einleitung
Bei den Berechnungen im Beitrag „Zur Bedeutung der Umluft in zentralen RLT-Anlagen – Ist Umluft tatsächlich verzichtbar?“ hat Dr. Manfred Stahl für eine Beispiel-RLT-Anlage den Einfluss einer Umluftbeimischung zum Außenluftvolumenstrom lediglich für zwei Betriebszustände „Sommer“ und „Winter“ betrachtet (Artikelnummer cci92639 in cci Wissensportal).
Dieses Beispiel hat Claus Händel, technischer Referent beim Fachverband Gebäude-Klima (FGK), zugrunde gelegt, um die Beispiel-Lüftungsanlage mit der Software „AC-OPT“ für einen Ganzjahresbetrieb mit stündlichen t,x-Korrelationen zu analysieren und zu bewerten. Darüber hinaus hat er für die Beispielanlage weitere Varianten berechnet, bei denen auf die Umluft zugunsten eines VVS-Betriebs verzichtet wird. Diese Varianten werden, auch durch die Ergänzung des Systems um eine Feuchterückgewinnung aus der Abluft und den Betrieb einer statischen Heizung, im Hinblick auf einen minimalen gesamten Jahresenergieverbrauch für elektrische und thermische Energie optimiert. Nachfolgend seine Berechnungen und Ergebnisse.
Abbildung 1: Schematische Darstellung der zu optimierenden RLT-Anlage (Alle Abb. © Claus Händel)
| Die Simulationsrechnungen basieren auf folgenden Vorgaben und Daten: | ||
|---|---|---|
| Standort: | Frankfurt/Main, Wetterdaten von Meteonorm (tmin = -8,1 °C, tmax = 33,5 °C) | |
| Betriebszeit der RLT-Anlage: | Montag bis Freitag je von 6 bis 18 Uhr (= 3.132 Betriebsstunden pro Jahr) | |
| Ventilatoren: | Zuluft: Druckverlust 800 Pa, Wirkungsgrad 71% (Leistung 3,36 kW) Abluft: Druckverlust 600 Pa, Wirkungsgrad 68 % (Leistung 2,64 kW) | |
| Wärmerückgewinnung (Rotor): | Trockene Rückwärmezahl 0,75 (75 %) Feuchte Rückwärmezahl 0,60 (60 %) | |
| Die RLT-Anlage im Jahresbetrieb: | Zu- und Abluftvolumenstrom: Nennleistung 10.800 m³/h Minimaler Außenluftvolumenstrom = 50 % (5.400 m³/h) Zuluftfeuchte mindestens 6,3 g/kg (Befeuchtung im Winter) Raumluftfeuchte maximal ca. 11 g/kg (Entfeuchtung im Sommer) | |
| Raumlast linear zwischen: | Winter: TZU = 26 °C, TAB = 21 °C, TAU = -10 °C Sommer: TZU = 19 °C, TAB = 26 °C, TAU = 34 °C | |
| Energiekosten und CO2: | Strom: 0,15 €/kWh (0,50 kg CO2/kWh) Wärme: 0,05 €/kWh (0,24 kg CO2/kWh) Kälte: 0,04 €/kWh (0,20 kg CO2/kWh) Wasser: 2,10 €/m3 | |
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| Variante | Volumenstrom | Jahreskosten | CO2 | Bemerkungen |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 10.800 m³/h konstant | 4.679 € | 17 t/a | Enthalpie-geregelte Mischkammer ganzjährig mind. 50 % Außenluftanteil |
| 2a | VVS-Betrieb AUL-min 5.400 m³/h | 4.798 € | 19,8 t/a | VVS, WRG 75 % Lastabdeckung nur mit Luft |
| 2b | VVS-Betrieb AUL-min 5.400 m³/h | 3.485 € | 14,5 t/a | VVS, WRG 75 % Lastabdeckung Luft + statische Heizung |
| 3a | VVS-Betrieb AUL-min 5.400 m³/h | 3.903 € | 15,6 t/a | VVS, WRG 75 % (tr) + 60 % (feucht) Lastabdeckung nur mit Luft |
| 3b | VVS-Betrieb AUL-min 5.400 m³/h | 2.953 € | 12,3 t/a | VVS, WRG 75 % (tr) + 60 % (feucht) Lastabdeckung Luft + statische Heizung |
| Variante | 1 | 2a | 2b | 3a | 3b |
|---|---|---|---|---|---|
| Vorheizung (MWh/a) | 17,9 | 37,3 | 11,9 | 24,1 | 4,4 |
| stat. Heizung (MWh/a) | 0 | 0 | 12,9 | 0 | 12,9 |
| WRG (MWh/a) | 44,1 | 59,1 | 36,8 | 72,8 | 44,6 |
| Befeuchtungswasser (m³/a) | 23,3 | 36,1 | 22,7 | 15,4 | 10,2 |
| Kühlung (MWh/a) | 18,5 | 19,1 | 19,1 | 18,1 | 18,1 |
| Ventilatorstrom (MWh/a) | 18,7 | 12,1 | 8,4 | 12,1 | 8,4 |
| Nebenantriebe (MWh/a) | 1,2 | 1,8 | 1,1 | 0,8 | 0,5 |
Artikelnummer: cci92769
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Umluft ist für mich die Abkürzung für „unnötig bewegte Luft“ denn sie bringt keine Luftverbesserung für die Personen im Raum. Im Gegenteil, Keime aus der Abluft werden gleichmäßig über die Lüftungsanlage verteilt. Umluftanlagen sollten für Komfortlüftung verboten werden denn die Luftförderung kostet unnötig Geld. Statt dessen sind Konzepte zu bauen, welche die Frischluft möglichst ohne hohe Induktion (Maximal 5 -fach) bis zur Nase des Nutzers führen.
Im Verhältnis zur Umluft dürften die Risiken bei der Aerosolübertragung bei Rotoren vernachlässigbar sein. Die Feuchterückgewinnung ist nur deshalb gewählt worden, weil die Ausgangslage von Dr. Stahl eine Anlage mit Befeuchtung gewählt hat. Bei Anlagen ohne Befeuchtung gelten analoge Aussagen auch für die Kreislaufverbundsysteme oder Plattenwärmeübertrager.
Bei Anlagen mit Befeuchtung ist eben dieser energetische Einfluss sehr groß.
Claus Händel
Danke Herr Händel, dass Sie meinen Kommentar zu dem Bericht des Herrn Stahl am15.10.2020, im Prinzip bestätigt haben.
helmut Gosert
Das Rotationswärmetauscher den besten Wirkungsgrad haben ist ja bekannt. Aber wurde nicht auch vor Rotationswärmetauschern bezüglich der Übertragung von Viren von der Abluft zur Zuluft gewarnt? Es ist doch die gleiche Oberfläche die als Überträger dienen kann.
„So projektiert man eine energieeffiziente zentrale Lüftungsanlage auch ohne Umluft” sollte das den nicht so heißen –
„So projektiert man eine Übertragungsfreie und effiziente zentrale Lüftungsanlage auch ohne Umluft” Also, die Energeie können wir uns doch von der Backe putzen. Ein weiteres Leben hat nichts mehrt mit energieeffizient zu tun, hier geht einfach nur noch ums nackte Überleben. Wenn sich das einer einmal vor Augen hält, werden auch die Lüftungsanlagen wieder richtig projektiert bzw. neu angepasst. Wir werden wohl ab jetzt unsere RTL-Technik neu passen und vorallem neu überdenken müssen. Wo früher die Energieseite zu betrachten war, sind heute die Viren die wir im Fokus haben. Da wird sich auch für Fachleute im Ausbildungsstand und danach einiges ändern müssen. Selbst wir Sachverständigen können nicht nur nach irgend welchen Normen befinden, da diese Fälle noch garnicht erfasst worden sind. Es gibt noch viel, viel Arbeit bis dieses Viren-Programm neu geschrieben ist.
Mit sonnigen Grüßen
olaf mayer(SV)