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[1] 09.06.2010: INSPEKTION VON KLIMAANLAGEN schiller engineering Energetische Inspektionen an Lüftungs- und Klimaanlagen auf Basis der EnEV 2007 / EnEV 2009 und im Kontext zu ergänzenden Normen Dipl.-Ing. Heiko Schiller schiller engineering Hamburg www.schiller-engineering.com [email protected]

Energetische Inspektionen an Lüftungs- und Klimaanlagen

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Page 1: Energetische Inspektionen an Lüftungs- und Klimaanlagen

[1] 09.06.2010: INSPEKTION VON KLIMAANLAGEN

schiller engineer ing

Energetische Inspektionen an Lüftungs- und Klimaanlagenauf Basis der EnEV 2007 / EnEV 2009 und im Kontext zu ergänzenden Normen

Dipl.-Ing. Heiko Schiller

schiller engineeringHamburgwww.schiller-engineering.cominfo@schiller-engineering.com

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Neuerungen der EnEV bezüglich Raumlufttechnik

• Stand EnEV 2007:

1. Einbeziehung der Raumluft- und Klimatechnik in die Bewertung der Energieeffizienz

(Jahresprimärenergiebedarf) durch DIN V 18599

2. Einzelanforderungen bei erstmaligem Einbau und wesentlichen Änderungen gemäß § 15

3. Umsetzung der EPBD-Forderung nach Inspektion von Klimaanlagen

• Veränderungen EnEV 2009:

1. Verschärfung des Anforderungsniveaus gegenüber EnEV 2007 um durchschnittlich 30 %

2. Überschneidungen mit dem Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz EEWärmeG

3. Erweiterung der Einzelanforderungen § 15

4. Nachrüstvorschrift: Feuchteregelung bei Vollklimaanlagen

5. Regelungen zum Vollzug der EnEV (u. a. Prüfung der Inspektionsberichte, erweiterte

Verantwortlichkeit, Unternehmererklärungen)

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§15: Klimaanlagen und sonstige Anlagen der Raumlufttechnik

Anwendung: erstmaliger Einbau oder Erneuerung von Anlagen > 12 kW bzw. > 4.000 m³/h

(1) Strombedarf

– Begrenzung der spezifischen Ventilatorleistung auf SFP 4 („Specific Fan Power“) nach DIN EN 13779

– Ausnahme: Schwebstofffilter bei Sonderanwendungen

(2) Be- und Entfeuchtung

– Befeuchter müssen regelbar sein (Verdunstungsbefeuchter)

– Luftfeuchte muss direkt gemessen werden (keine Taupunktregelung)

– Sollwerte für Befeuchtung und Entfeuchtung müssen getrennt einstellbar sein

(3) Variable Volumenströme

– Bedarfsgerechte Volumenstromregelung bei Anlagen > 9 m³/h je m² Nutzfläche

– Vorraussetzung: geeignete Indikatoren (Bsp.: Zeit, Belegung, Last, CO2)

(4) ab EnEV 2009: Wärmerückgewinnung

– Klassifizierung H3 nach DIN EN 13053

(5) ab EnEV 2009: Dämmung von Kaltwasserleitungen

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Anforderungen der EBPD

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Aufgabenstellung des BBR-Forschungsprojektes

1. Abschätzung des Bestandes von Klimaanlagen und des CO2-Reduktionspotenzials

2. Methodik der Inspektion von Klimaanlagen nach Artikel 9 EPBD

3. Mindestanforderungen an die energetische Qualität von Klimaanlagen (Artikel 4 EPBD)

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Bestand von Klimaanlagen in Deutschland

Datenmaterial:• Studie Fraunhofer Gesellschaft aus 1981

• Statistisches Bundesamt

• SANIREV-Projekt 1997

• eigene Schätzungen und Extrapolationen

Ergebnisse für Sektor Handel, Verwaltung,

Dienstleistungen:

• ca. 37 % der Baufertigstellung RLT-konditioniert

• 279 Mio. m2 RLT-konditionierte Fläche

• durchschnittlicher Luftvolumenstrom 9 m3/(h m2) (?)

• durchschnittliche Anlagengröße 10.000 m3/h (?)

• ca. 250.000 bis 500.000 Anlagen

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Energieverbrauch von Klimaanlagen in Deutschland

Methodik:• Ausgangswerte: Studie FHG-ISI aus 1981

• Berücksichtigung des technischen Fortschritts

• Berücksichtigung der bereits eingesetzten Sanierung

Ergebnis:• Energieverbrauch RLT-Anlagen: 46 TWh (Stand 2002)

• entspricht durchschnittlich 165 kWh/m2

• Stromanteil: 28 %

• ca. 1,9 % des Gesamtprimärenergieverbrauchs BRD

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Anwendungsbereich der EnEV

EnEV 2009 § 1 Abschnitt (1):

Der Energieeinsatz für Produktionsprozesse in Gebäuden ist nicht Gegenstand dieser Verordnung.

Begründungen zur EnEV:

Absatz 2 § 1 dient der Klarstellung. Wird mit der Beheizung oder Kühlung von Räumen keine Konditionierung des Raumklimas bezweckt, fällt der entsprechende Energieeinsatz nicht unter die Richtlinie.

Auslegungsfragen DIBT – Staffel 9: Anwendung der Verordnung auf Tiefkühlhäuser

Tiefkühlhäuser bestehen u. a. aus Tiefkühlkammern; diese sind in der Regel Bestandteil der Kühlkette für verderbliche Lebensmittel. Sie dienen der Lagerung und gegebenenfalls auch der Herstellung der erforderlichen Temperaturzustände dieser Waren in diesem speziellen Prozess. Je nach Warenart kann dabei die Soll-Temperatur differieren; auch bei gleicher Soll-Temperatur kann darüber hinaus (je nach umgesetzter Warenmenge, spezifischer Wärmekapazität der Waren, Art und Anzahl der Lagervorgänge) der für den Kühlprozess erforderliche Energieeinsatz unterschiedlich sein. Die wärmetechnische Qualität des Gebäudes hat hierauf nur bedingt Einfluss. Es handelt sich um Energieeinsatz für Produktionsprozesse im Sinne von § 1 Abs. 1 Satz 2.

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Empfehlungen zur Abgrenzung Raumlufttechnik - Produktion

Wie ist das „Schutzziel“ der Anlage definiert?

1. Dient die Anlage dazu, den Aufenthalt von Personen

zu ermöglichen?

2. Werden produktionsbedingte Wärme- und

Schadstofflasten abgeführt, um erträgliche

Aufenthaltsbedingungen zu schaffen?

3. Ist grundsätzlich eine Substitution der Anlage durch

passive Gebäudeeigenschaften denkbar?

Raumlufttechnik: Anwendungsbereich EnEV

1. Dient die Anlage ausschließlich zum Lagern von

Gütern bei speziellen Raumklima-Sollwerten?

2. Sind produktionsbedingte Sollwerte (Temperatur,

Feuchte, Reinheit) Grundlage der

Anlagendimensionierung

3. Ist Substitution der Anlage durch passive

Gebäudeeigenschaften absolut undenkbar?

Produktion: kein Anwendungsbereich der EnEV

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Inhalt und Umfang der Inspektion nach § 12 EnEV

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Was bedeutet Inspektion im Sinne der EnEV?

Bestandteile der Instandhaltung (VDMA 24186) zur Bewahrung des Sollzustandes:– Wartung– Inspektion– Instandsetzung.

Energetische Inspektion nach § 12 EnEV:– Verbesserung der energetischen Eigenschaften?– Austausch der Anlage?– Alternativlösungen?

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Zentrale Fragestellungen der energetischen Inspektion

Lassen sich die Lasten verringern?

Wie würde ein energetisch optimales Klimakonzept unter den vorhandenen Randbedingungen aussehen?

– Sollwerte, Nutzungsanforderungen– Systementwurf– Auslegung / Dimensionierung– Komponenteneffizienz– Energieversorgung– Betriebsweise

Lässt sich die vorgefundene Anlage unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten ganz oder teilweise in ein optimales Klimakonzept überführen?

Page 13: Energetische Inspektionen an Lüftungs- und Klimaanlagen

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Grundsätzliches zur energetischen Inspektion nach § 12

1. Der Verordnungsgeber stellt hohe Qualifikationsanforderungen an den Inspekteur (Hochschulabschluss + Berufserfahrung)

2. Der Verordnungsgeber lässt große Freiräume bei der Ausgestaltung der Inspektionsinhalte.

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Dokumentation als Voraussetzung für die energetische Inspektion

• Eine aussagefähige Dokumentation der technischen und funktionalen Anlagendaten ist die Voraussetzung für die energetische Inspektion

• Die Dokumentation umfasst nicht nur die technischen Daten der Anlage (Komponenten) sondern muss eine „Prüfung der Anlagendimensionierung“ ermöglichen.

• Die Bereitstellung der Dokumentationsbestandteile ist grundsätzlich Sache des Auftraggebers

• Der Inspektor hat die Dokumentation auf Plausibilität zu prüfen.

• Eine Vor-Ort-Begehung ist zwingend erforderlich.

• Die wesentlichen Daten sollten Bestandteil des Inspektionsberichtes werden.

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Checkliste Dokumentation

1. Angaben zum Gebäude2. Angaben zur Energieversorgung

• Wärme, Kälte, Dampf, KWK, erneuerbare Energien, Abwärme• Verbrauchsdaten

3. Angaben zur Klimaanlagea. Beschreibung der Versorgungsaufgabe:

• Temperaturen, Feuchten, Außenluftströme• Wärmquellen, Schadstoffquellen, Personenbelegungen• Nutzungszeiten, Verläufe, Gleichzeitigkeiten• Bauphysikalische Daten: Fassade, Sonnenschutz, Wärmeschutz

b. Klimasystem• Leistungsdaten der Komponenten, Datenblätter, Typenschildangaben• Effizienz der Wärmerückgewinnung, Ventilatoren, Kälteerzeugung

c. Betriebsweise• Betriebszeiten, Absenkungen• Volumenstromregelung• Regelung der thermischen Luftaufbereitung• Raumtemperaturregelung• Regelung der Kälteerzeugung

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• Digitale Verknüpfung von eigenen Erhebungen und Bestandsdokumenten

• Kombinationen aus Tabellen, Texten, Fotos, CAD und Scans

• Nutzung von Adobe PDF und Hyperlinks

• Archivierung auf CD-ROM / DVD

Beispiel

Vorschlag: Digitale Dokumentation

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Gliederung der Inspektionsinhalte

1. Prüfung der Kühllast2. Prüfung der Außenluftvolumenströme3. Prüfung der Raumklima-Sollwerte4. Prüfung der Komponentendimensionierung

5. Effizienz der Luftförderung6. Effizienz der Kälteerzeugung7. Effizienz der Wärmerückgewinnung8. Effizienz der Kälteverteilung9. Luftvolumenstromregelung10. Prozess der thermischen Luftaufbereitung11. Effizienz von Raumkühlsystemen (Übergabesysteme)

12. Beurteilung des Gesamtkonzeptes

Prüfung der Anlagendimensionierung

Effizienz wesentlicher Komponenten

Alternativlösungen

Rat

schl

äge

für V

erbe

sser

unge

n / A

usta

usch

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[18] 09.06.2010: INSPEKTION VON KLIMAANLAGEN

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(1) Prüfung der Kühllast

• Haben sich Intensität und Dauer der internen Wärmequellen gegenüber dem Planungsstand verändert?

• Gibt es Vorschläge zur Verbesserung des sommerlichen Wärmeschutzes durch Sonnenschutzanlagen, Sonnenschutzgläser o. ä.?

• Können die Wärmebelastungen durch den Einsatz energieeffizienter Beleuchtung oder stromsparende Geräte reduziert werden?

• Lassen sich die Kühllasten ganz oder teilweise durch natürliche Lüftung abführen oder durch eine Sommernachtlüftung reduzieren?

• Kann durch Änderung der Raumluftströmung, z. B. durch Quellerfassungen die wirksame Temperaturdifferenz im Raum erhöht und dadurch der Luftvolumenstrom reduziert werden (vor allem bei hohen Räumen)?

• Vorschläge für mögliche Veränderungen der Raumklima-Sollwerte in Haupt- und Nebenbetriebszeit, mögliche Toleranzen für Temperatursollwerte (Abstand zwischen Heizen – Kühlen)

• Stichprobenartige Ermittlung der Kühllasten für repräsentative Zonen

Hilfsmittel / Grundlagen:- Kühllastregeln VDI 2078- Tabellenkalkulation

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[19] 09.06.2010: INSPEKTION VON KLIMAANLAGEN

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(2) Prüfung der Außenluftvolumenströme

• Haben sich Veränderungen der Belegung oder Nutzung gegenüber dem Planungsstand ergeben, die Auswirkung auf die Mindestaußenluftraten haben?

• Haben sich Verordnungen, Normen oder Richtlinien verändert, nach denen die Mindestaußenluftraten zu dimensionieren sind

• Kann die Raumluftqualität auch durch natürliche Lüftung gewährleistet werden?• Kann durch eine veränderte Raumluftströmung, z. B. durch Quellerfassungen die gleiche Raumluftqualität auch mit

reduzierten Außenluftraten realisiert werden?• Stichprobenartige Ermittlung der Außenluftraten und Darstellung des Minderungspotenzials

Hilfsmittel / Grundlagen:- DIN EN 13779 / DIN EN 15251- DIN V 18599 – 10- Krankenhäuser: DIN 1946 - 4- Labore: DIN 1946 – 7- Sporthallen: DIN 18032- Fertigungsstätten: VDI 3902- Schwimmhallen: VDI 2089- …..- diverse Verordnungen- MAK-Werte, TRGS

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Wassergehalt in g/kg191817161514131211109876543210

Tem

pera

tur

in °C

40

35

30

25

20

15

10

5

0

-5

-10

-15

100 %90 %

80 %

70 %

60 %

50 %40 %30 %20 %10 %

-15

-10

-5

0

5

10

15

h = 20 kJ/kg

25

30

35

4045

5055

6065

70

(3) Prüfung der Raumklima-Sollwerte

• Haben sich Veränderungen der Belegung / Nutzung gegenüber dem Planungsstand ergeben, die zu einer Neubewertung der Anforderungen an die Raumluftfeuchte führen?

• Haben sich die Anforderungen an die Feuchtetoleranzen von EDV-Anlagen oder anderer Prozesstechnik ergeben?• Gibt es im Versorgungsbereich einer Anlage mit Be- und/oder Entfeuchtung Raumzonen, für die keine

Feuchteanforderungen bestehen und die besser einer anderen Anlage zuzuordnen wären? • Kann auf die Luftbefeuchtung oder Luftentfeuchtung an Nacht- und Wochenendstunden verzichtet werden?• Kann auf Luftbefeuchtung oder Luftentfeuchtung generell verzichtet werden?• Sind in der Hauptbetriebszeit Toleranzen für die Raumluftfeuchte (Totband zwischen Befeuchten und Entfeuchten)

zulässig?

Hilfsmittel / Grundlagen:- diverse Normen und technische Regeln- Herstellerangaben für EDV-Anlagen, Prozesse

t,x-Korrelation für Deutschland (Stundenwerte)

Page 21: Energetische Inspektionen an Lüftungs- und Klimaanlagen

[21] 09.06.2010: INSPEKTION VON KLIMAANLAGEN

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(4) Prüfung der Komponentendimensionierung

• Gegenüberstellung aller ermittelten Soll- und Ist-Werte• Nachrechnung Erhitzerleistung, Kühlerleistung, Ventilatorleistung, Befeuchterleistung für max. Heizfall und

max. Kühlfall

Wassergehalt in g/kg191817161514131211109876543210

Tem

pera

tur

in °C

40

35

30

25

20

15

10

5

0

-5

-10

-15

100 %90 %

80 %

70 %

60 %

50 %40 %30 %20 %10 %

-15

-10

-5

0

5

10

15

h = 20 kJ/kg

25

30

35

4045

5055

6065

70KühlenDampfbefeuchter

Erw

ärm

en

Hilfsmittel / Grundlagen:- h,x-Diagramm- Tabellenkalkulation

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(5) Effizienz der Luftförderung

• Wurden die Ventilatoren regelmäßig gewartet und ist dies durch Wartungsprotokolle belegt?• Messung von Stromaufnahme, Druckerhöhung und Luftvolumenstrom sowie Berechnung der

Ventilatorkenngrößen psFP und ηSys

• Gegenüberstellung der gemessenen Ventilatorkennwerte und evtl. vorhandener Auslegungsdaten mit Bewertung• Wie sind die Druckverluste zu bewerten, z. B. anhand von Luftgeschwindigkeiten im Zentralgerät, Kanälen?• Wie ist die Luftdichtigkeit des Kanalnetzes zu bewerten?• Entspricht die Laufradgeometrie dem Stand der Technik und den Einsatzbedingungen?• Gibt es eine Drehzahlregelung und entspricht diese dem Stand der Technik?• Ist der Einsatz von Flachriemen oder direktgetriebenen Ventilatoren möglich und sinnvoll?• Ist die Einbausituation des Ventilators zu verbessern?

Hilfsmittel / Grundlagen:- Messung: Stromaufnahme, Gesamtdruckerhöhung, Luftvolumenstrom- Berechnung: SFP-Wert und Systemwirkungsgrad

Page 23: Energetische Inspektionen an Lüftungs- und Klimaanlagen

[23] 09.06.2010: INSPEKTION VON KLIMAANLAGEN

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Effizienz der Luftförderung

L

Wirk,elSFP V

Pp

=

)cos(3IUP Wirk,el ϕ⋅⋅⋅=

sys

gesLWirk,el

pVP

η

∆⋅=

Sys

gesSFP

pp

η

∆=

BezeichungZuluft-

ventilatorAbluft-

ventilator

Messwert Luftvolumenstrom [m³/h] 10.000 10.000

Messwert Druckerhöhung [Pa] 1.200 1.000

Messwert Stromaufnahme [A] 10,0 9,0

Pauschalwert cos (ϕ) [-] 0,85 0,85

Spannung [V] 400 400

Wirkleistung [kVA] 5,9 5,3

Systemwirkungsgrad [-] 0,57 0,52

Spezifische Ventilatorleistung pSFP [kW/(m³/s)] 2,12 1,91

Wirkleistung eines Ventilators

Spezifische Ventilatorleistung

Systemwirkungsgrad

Beispiel:

EinbauVentilatorRiemenMotorFUWirk,el

gesLsys P

pVη⋅η⋅η⋅η⋅η=

∆⋅=η

Page 24: Energetische Inspektionen an Lüftungs- und Klimaanlagen

[24] 09.06.2010: INSPEKTION VON KLIMAANLAGEN

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(6) Effizienz der Kälteerzeugung

• Auswertung gegebenenfalls vorhandener Messdaten oder Betriebsstundenzähler• Wurde die Kältemaschine regelmäßig gewartet und ist dies durch Wartungsprotokolle belegt?• Beurteilung der Rückkühlung: Wartungszustand, Aufstellort• Lassen Effizienzsteigerungen durch ein anderes Rückkühlprinzip oder eine größere Rückkühlerleistung erzielen?• Können Kühlwassertemperaturen in der Übergangszeit variabel betrieben werden?• Ist die Verdampfungstemperatur der Versorgungsaufgabe angemessen? • Entspricht die Effizienz der Kältemaschine dem Stand der Technik oder sind effizientere Systeme verfügbar?• Wie erfolgt die Teillastregelung der Maschine und gibt es hier Verbesserungspotenzial?• Wie ist die Wärmedämmung von Rohrleitungen, Speichern und Armaturen einzuschätzen? • Ist die Realisierung einer freien Kühlung sinnvoll?• Lassen sich regenerative Kältequellen wie Grund- oder Oberflächenwasser technisch und wirtschaftlich sinnvoll

nutzen?

Page 25: Energetische Inspektionen an Lüftungs- und Klimaanlagen

[25] 09.06.2010: INSPEKTION VON KLIMAANLAGEN

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Bewertung der Effizienz der Kälteerzeugung nach DIN V 18599 - 7

– Qc,outg Jahresnutzenergiebedarf Kälte– EER: Nennkälteleistungszahl (energy efficiency ratio)– PLVAV mittlerer Teillastfaktor (part load value)– QC,f,elektr Endenergiebedarf Kompressionskältemaschine (elektrisch)

av

aoutgCelektrfC

PLVEERQQ

⋅= ,,

,,

Standardwerte EER für wassergekühlte Maschinen Standardwerte EER für luftgekühlte Maschinen

Page 26: Energetische Inspektionen an Lüftungs- und Klimaanlagen

[26] 09.06.2010: INSPEKTION VON KLIMAANLAGEN

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Teillastfaktoren der Kälteerzeugung nach DIN V 18599 - 7

(1) Kolben-/Scrollverdichter mit Zweipunktregelung taktend (EIN/AUS-Betrieb)

wasser-gekühlt

Kühlwassereintritt konstant 0,92

(2) Kolben-/Scrollverdichter mehrstufig schaltbar (mindestens vier Schaltstufen als Verdichterverbund)

wasser-gekühlt

Kühlwassereintritt variabel 1,74

(3) Kolbenverdichter durch Zylinderabschaltung wasser-gekühlt

Kühlwassereintritt variabel 1,09

(4) Kolben-/Scrollverdichter mit Heißgasbypassregelung wasser-gekühlt

Kühlwassereintritt konstant 0,56

(A) Kolben-/Scrollverdichter mit Zweipunktregelung taktend mit Pufferspeicher (EIN/AUS-Betrieb) luftgekühlt - 1,32

(B) Kolben-/Scrollverdichter mehrstufig schaltbar (mindestens vier Schaltstufen als Verdichterverbund) luftgekühlt - 1,43

Beispiel: Kolben- oder Scrollverdichtertrockene RückkühlungRaumkühlung, Nutzungsart Büro

Page 27: Energetische Inspektionen an Lüftungs- und Klimaanlagen

[27] 09.06.2010: INSPEKTION VON KLIMAANLAGEN

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(7) Effizienz der Wärmerückgewinnung

• Gibt es Anlagen zur Wärmerückgewinnung?• Wurde die WRG-Anlage regelmäßig gewartet und ist dies durch Wartungsprotokolle belegt?• Lassen sich gegebenenfalls WRG-Anlagen nachrüsten (Platzangebot, Druckverluste)?• Wie ist deren Effizienz (Rückwärmzahl) einzuschätzen (DIN V 18599 )?• Lässt sich die Effizienz der WRG-Anlagen durch Ersatz / Erneuerung verbessern?• Ist eine Leistungsregelung der WRG möglich, um gegenläufiges Kühlen zu vermeiden?

Page 28: Energetische Inspektionen an Lüftungs- und Klimaanlagen

[28] 09.06.2010: INSPEKTION VON KLIMAANLAGEN

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Bewertung der Rückwärmzahl von Bestandsanlagen nach DIN V 18599 – 7

Luftvolumenstrom [m³/h] 10.000

Netto-Querschnittsfläche [m²] 1,20

Anströmgeschwindigkeit [m/s] 2,31

Kantenmaß Platten-WÜ [mm] 1.000

Plattenabstand s [m] 5

Verhältnis [-] 200

Rückwärmzahl: [-] 0,51

-

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

50 100 150 200 250 300

Kantenmaß / Plattenabstand s

Rüc

kwär

mza

hl

Plattenwärmeübertrager

Luftvolumenstrom [m³/h] 10.000

Netto-Querschnitt [m²] 1,20

Anströmgeschwindigkeit [m/s] 2,31

Bautiefe [mm] 375

Rückwärmzahl [-] 0,46

-

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

0,70

0,80

100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100

Bautiefe [mm]

Rüc

kwär

mza

hl

Kreislauf-Verbund-System

Page 29: Energetische Inspektionen an Lüftungs- und Klimaanlagen

[29] 09.06.2010: INSPEKTION VON KLIMAANLAGEN

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(8) Effizienz der Kälteverteilung

• Wurden Pumpen und Regelventile regelmäßig gewartet und ist dies durch Wartungsprotokolle belegt?• Aufnahme der Pumpenleistungen nach Primär- und RLT-Kreisen, Kühlwasserkreisen sowie

Sekundärkreisen für Raumkühlsysteme• Kennwertbildung gemäß EnEV 2007 (Referenzgebäude) [W/kW]• Ist die Dimensionierung der Pumpen angemessen?• Lassen sich Überströmungen verringern?• Ist ein hydraulischer Abgleich sinnvoll?• Sind die Pumpen drehzahlgeregelt

Referenzausführung EnEV 2009

Page 30: Energetische Inspektionen an Lüftungs- und Klimaanlagen

[30] 09.06.2010: INSPEKTION VON KLIMAANLAGEN

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(9) Luftvolumenstromregelung

• Sind die Schaltzeiten der RLT-Anlage dem Bedarf angepasst?• Läst sich durch eine veränderte Zonierung der Anlage die Betriebszeit der Nutzungszeit besser anpassen?• Resultiert aus der Nutzung ein zeitlich veränderlicher Außenluftbedarf?• Lässt sich der Außenluftbedarf über Zeitprogramme oder Luftqualitätssensoren steuern?• Resultiert der Zuluftvolumenstrom aus der Kühllast und ist die Kühllast variabel?• Erscheinen die Sollwerte bei Konstant-Druck-Regelung plausibel oder wird Optimierungsbedarf gesehen?• Lässt sich die Anlage technisch auf Variabel-Volumenstrom-Betrieb umstellen und wenn ja mit welchen

Konsequenzen?• Lässt sich die Umluft-Außenluft-Steuerung bedarfsgerecht optimieren?

Page 31: Energetische Inspektionen an Lüftungs- und Klimaanlagen

[31] 09.06.2010: INSPEKTION VON KLIMAANLAGEN

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(10) Thermische Luftaufbereitung

• Sind die bei der Begehung festgestellten Betriebszustände plausibel?• Sind mit der vorhandenen Regelungs- und Leittechnik Betriebsoptimierungen bzw. eine energieoptimierte

Betriebsführung möglich? • Fehlen elementar wichtige Messdaten (z. B. Luftvolumenstrom, Temperatur nach Mischkammer oder WRG),

um den Anlagenbetrieb überwachen und beurteilen zu können? • Sind Mischkammer – WRG – Erhitzer – Kühler in Sequenz geregelt, um gegenläufiges Heizen und Kühlen

zu verhindern?• Lassen sich getrennte Sollwerte für die maximale und minimale Luftfeuchte mit Feuchte-Totband vorgeben? • Liegt bereits eine direkte Feuchteregelung vor oder findet eine Taupunktregelung statt?• Kann die Außenluftrate zur freien Kühlung bis auf 100 % erhöht werden?• Werden Mischkammer und Wärmerückgewinnung mit h,x-optimierten Regelungsstrategien betrieben?

Page 32: Energetische Inspektionen an Lüftungs- und Klimaanlagen

[32] 09.06.2010: INSPEKTION VON KLIMAANLAGEN

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Beispiel: h,x-Strategie für Vollklimaanlage mit Mischkammer und Dampfbefeuchter

0 2 4 6 8 10 12 14 16 20x gW/kgtL

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

30

35 t oC

-10-10

-5-500

551010

15152020

25253030

35354040

4545h=50 kJ/kgtLh=50 kJ/kgtL

55556060

65657070 7575

100 %

ϕ = 20 % 30 % 40 % 50 % 60 %

80 %

AU

ZU

Feld 1

Feld 2

dh/dx = hDA(1 + kDA/kKÜ)

Page 33: Energetische Inspektionen an Lüftungs- und Klimaanlagen

[33] 09.06.2010: INSPEKTION VON KLIMAANLAGEN

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(11) Effizienz von Raumkühlsystemen (Übergabesysteme)

• Wurden die Temperatur-Sollwerte von Raumkühlsystemen sinnvoll nach unten begrenzt?• Ist gegenläufiges Heizen / Kühlen ausgeschlossen?• Kann die Kältebereitstellung für Räume, die über öffenbare Fenster verfügen, in der kühleren Jahreszeit

verriegelt werden?• Werden die Pumpen bedarfsgerecht geregelt und außerhalb der Betriebszeit abgeschaltet?• Erfolgt außerhalb der Hauptbetriebszeit eine Abschaltung

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(12) Beurteilung des Gesamtkonzeptes

• Kann das System durch passive Maßnahmen ersetzt oder in seiner Leistung reduziert werden? • Gestattet die Systemlösung eine bedarfsgerechte und energiesparende Belüftung, Beheizung, Kühlung, Be- und

Entfeuchtung?• Können alle Funktionen unabhängig voneinander optimal geregelt werden?• Wäre eine zentrale oder dezentrale Anlagentechnik sinnvoller?• Kann der Energietransport Wasser statt mit Luft erfolgen?• Welche Systemlösung wäre im Fall eines Neubaus oder einer Anlagenerneuerung zu empfehlen?• Lassen sich regenerative Energien technisch und wirtschaftlich sinnvoll nutzen? • Lassen sich KWK oder Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung technisch und wirtschaftlich sinnvoll nutzen?

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Inspektionsbeispiel 1: Original - Lüftungsschema

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Inspektionsbeispiel 1 – vereinfachtes Klimasystem-Schema

*

7.000 m³/h

5.000 m³/h

3.00

0 m

³/h

4.00

0 m

³/h

Messraum

3.000 m³/h

Nasslabor Dusche, Aufenthaltsräume

2.00

0 m

³/h

2.000 m³/h

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Inspektionsbeispiel 1 - Messergebnisse

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Inspektionsbeispiel 1 – Hinweise für Verbesserungen, Austausch, Alternativlösungen

Reihenfolge entspricht Priorität:

1. Einbau eines Zonennacherhitzers für die Warm-Zone

• Ausnutzung der freien Kühlung, Vermeidung von gegenläufigem Heizen und Kühlen

2. Nachrüstung Wärmerückgewinnung

• Kreislauf-Verbund-System mit Rückwärmzahl 45 %

3. Ersatz Zuluftventilator

• Verbesserung des gemessenen Systemwirkungsgrades von 40 % auf neu: 65 %

4. Teillastregelung Kälteerzeugung

• Komplette Erneuerung: Invertertechnik statt Heißgassbeipass-Regelung

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Inspektionsbeispiel 1 – Quantifizierung des Einsparpotenzials

-

100

200

300

400

500

600

700

IST-

Zust

and

Zone

nnac

herh

itzer

WR

G

Ven

tilat

orau

stau

sch

Teill

astre

gelu

ngK

älte

Jahr

espr

imär

ener

gieb

edar

f [M

Wh]

Wärme Strom

spezifische Investitionskosten

-

20

40

60

80

100

120

IST-

Zust

and

Zone

nnac

herh

itzer

WR

G

Ven

tilat

orau

stau

sch

Teill

astre

gelu

ngK

älte

[ct/k

Whp

r]

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Inhaltsverzeichnis Inspektionsbericht