Willkommen. Welcome. Bienvenue. DIN EN RLT-Anlagen im Kontext zur EN 13053, EN 1886 ISO 16890, VDI 6022 und VDI 3803 B.1

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1 Willkommen Bienvenue Welcome DIN EN RLT-Anlagen im Kontext zur EN 13053, EN 1886 ISO 16890, VDI 6022 und VDI 3803 B.1 Prof. Dr.-Ing. Christoph Kaup W 1

2 EN Leckage Generell Leckagen des Luftverteilnetzes oder des Gerätes haben einen großen Einfluss sowohl auf die Energieeffizienz und die Funktion, als auch auf die Hygiene. Es gibt drei verschiedene Arten der Leckage, die zu berücksichtigen sind: Leckage in der WRG interne Leckage Leckage des RLT-Gerätes externe Leckage Leckage des Luftverteilnetzes (Kanäle) einschließlich der Komponenten Quelle:EN

3 EN Leckage Abluft Transfer Verhältnis (EATR) [%]: Übertragung von Abluft zur Zuluft durch die WRG EATR,,, 1,, q,, q,, Luftmassenstrom der Zuluft nach der WRG Luftmassenstrom (Aussenluft) der Zuluft vor der WRG Hinweis: Die Messung wird in der neuen EN 308 detailliert behandelt. Quelle:EN

4 EN Leckage Aussenluft Korrektur Faktor (OACF) [-]: Verhältnis des eintretendes Zuluftmassenstromes und des austretenendes Zuluftmassenstromes: OACF,,,, q,, q,, Außenluftmassenstrom am WRG Eintritt Zuluftmassenstrom am WRG Austritt Quelle:EN

5 EN Leckage Aussenluft Korrektur Faktor (OACF) [-]: OACF > 1 Luft wird von der Außenluft zur Fortluft übertragen OACF < 1 Luft wird von der Abluft zur Zuluft übertragen (Rezirkulation) Mit diesen zwei Werten wird die WRG Leckage definiert. EATR und OACF sollen vom Hersteller unter Auslegungsbedingungen des RLT-Gerätes angegeben werden. Quelle:EN

6 EN Leckage Tabelle 19. OACF Klassen (Outdoor air correction factor) OACF Klasse Außenluft zur Fortluft Abluft zur Zuluft 1 1,03 0,97 2 1,05 0,95 3 1,07 0,93 4 1,10 0,9 5 Nicht klassifiziert Quelle:EN

7 EN 1886 Leckage Leckage von RLT-Gerätegehäusen Anforderungen und Klassifikation der Leckage von RLT- Gerätegehäusen werden nach positiven und negativen Druckbereichen getrennt nach DIN EN 1886 betrachtet. Wenn nichts anderes vereinbart wurde bestimmen die Luftfilterklassen die Leckageklasse. Wenn mehrere Filterstufen verwendet werden, ist die höchste Filterstufe bestimmend. Quelle:EN

8 EN 1886 Leckage Leckage von RLT-Gehäusen im Unterdruck (- 400 Pa) Dichtheitsklasse des Gehäuses Max. Leckluftrate (f 400 ) l s -1 m -2 Filterklasse (EN 779) L1 L2 L3 0,15 0,44 1,32 besser als F9 F8 bis F9 G1 bis F7 Die in Tabelle 1 genannten Leckluftraten entsprechen den Dichtheitsklassen von Kanälen in DIN EN 1507 und DIN EN 12237, (z. B. L2 = B), wobei die Prüfdrücke voneinander abweichen. Quelle:EN

9 EN 1886 Leckage Leckage von RLT-Gehäusen im Überdruck (700 Pa) Dichtheitsklasse des Gehäuses L1 L2 L3 Max. Leckluftrate (f 700 ) l s -1 m -2 0,22 0,63 1,90 Klasse L1 für Geräte für spezielle Anwendungen, z. B. Reinräume. Quelle:EN

10 EN Leckage Tabelle 20. Leckageklassen des Luftverteilsystems Leckageklassen Luftleckage limit (f max ) Alt Neu ATC 7 m³ s -1 m -2 Nicht klassifiziert ATC 6 0,0675 x p 0,65 t x 10-3 A ATC 5 0,027 x p 0,65 t x 10-3 B ATC 4 0,009 x p 0,65 t x 10-3 C ATC 3 0,003 x p 0,65 t x 10-3 D ATC 2 0,001 x p 0,65 t x 10-3 ATC 1 0,00033 x p 0,65 t x 10-3 NOTE 1 Wenn keine Leckage gemessen wurde, der Standardwert zur Berechnung soll x p t 0,65 x10-3 sein Quelle:EN

11 CEN TR Leckage AUL F R E ZUL FOL R F ABL 11

12 CEN TR Leckage AUL F R E ZUL FOL R F ABL 12

13 TR Leckage 13

14 EN Filteranforderungen Table 17. minimale Filterabscheidegrade basierend auf den Partikeln der Außenluft Außenluft Qualität Zulutklassen SUP 1 SUP 2 SUP 3 SUP 4 SUP 5 ODA (P) 1 88% a 80% a 80% a 80% a Nicht spezifiziert ODA (P) 2 96% a 88% a 80% a 80% a 60% ODA (P) 3 99% a 96% a 92% a 80% a 80% a kombinierte mittlere Filterabscheidegrade über eine oder mehrere Filterstufen in Übereinstimmung der mittleren Filterabscheidegrade gemäß EN 779 Quelle: EN

15 EN Filteranforderungen Der kombinierte Filterabscheidegrad errechnet sich aus: mit: E t E sn+1 Totale Filter Effizienz Effizienz jeder Filterstufe Quelle: EN

16 Filterklassen EN 779 Quelle: EN

17 EN Filterprüfverfahren Quelle: Dr. Caesar, Freudenberg, EN

18 Grenzen der EN 779 Das tatsächliche Betriebsverhalten eines Luftfilters weicht in der Praxis grundlegend vom Beladungsverhalten gegenüber dem in der EN 779 Prüfung eingesetzten ASHRAE- Staub ab. Quelle: Dr. Caesar, Freudenberg, EN

19 Reales Betriebsverhalten Quelle: Dr. Caesar, Freudenberg 19

20 Partikelbelastung Quelle: Martin Lenz, TROX 20

21 Partikelbelastung 21

22 Grenzen der EN 779 Das tatsächliche Betriebsverhalten eines Luftfilters weicht in der Praxis grundlegend vom Beladungsverhalten gegenüber dem in der EN 779 Prüfung eingesetzten ASHRAE- Staub ab. Die Filterbewertung erfolgt in der EN 779 ausschließlich für die Partikelgröße 0,4 μm. Über die Wirksamkeit eines Filters gegenüber irgendeiner anderen Partikelgröße macht die Norm keine Aussagen. Quelle: Dr. Caesar, Freudenberg, EN

23 Trendkurven im Vergleich Quelle: Dr. Caesar, Freudenberg, EN

24 Grenzen der EN 779 Das tatsächliche Betriebsverhalten eines Luftfilters weicht in der Praxis grundlegend vom Beladungsverhalten gegenüber dem in der EN 779 Prüfung eingesetzten ASHRAE- Staub ab. Die Filterbewertung erfolgt in der EN 779 ausschließlich für die Partikelgröße 0,4 μm. Über die Wirksamkeit eines Filters gegenüber irgendeiner anderen Partikelgröße macht die Norm keine Aussagen. Eine Bewertung des realen Betriebsverhaltens von Luftfiltern ist nach EN 779 weder möglich noch sinnvoll! Quelle: Dr. Caesar, Freudenberg, EN

25 Filtertest nach ISO Quelle: Dr. Caesar, Freudenberg, ISO

27 Trendkurven nach ISO Quelle: Dr. Caesar, Freudenberg, ISO

29 Mittlere Abscheidegrade epm x Quelle: Dr. Caesar, Freudenberg, ISO

30 Angenommene AUL-Verteilung Quelle: Dr. Caesar, Freudenberg, ISO

31 Berechnungsmethode ISO Quelle: Dr. Caesar, Freudenberg, ISO

33 Zeitplan der ISO Quelle: Dr. Caesar, Freudenberg, ISO

35 Filterklassifizierung ISO Quelle: Dr. Caesar, Freudenberg, ISO

36 Ungefährer Vergleich zu F7 Quelle: Dr. Caesar, Freudenberg, ISO

37 Filterabscheidegrade F9 F7 M5 M5 + F9 4,5 m² 9,0 m² F5 F9 55 Pa 200 Pa m³/h 140 Pa 250 Pa m³/h 450 Pa F7 + F7 9,0 m² 9,0 m² F7 F7 95 Pa 95 Pa 150 Pa 110 Pa m³/h m³/h 260 Pa 37

38 Energetische Aspekte Enddruck Quelle: TROX 38

39 EN Filteranforderungen Table 18. Anwendung von Gas Filtern als Zusatz zur Partikel Filtration basierend auf den Gasen der Außenluft Außenluftqualität SUP 1 SUP 2 SUP 3 SUP 4 SUP 5 ODA (G)1 empfohlen ODA (G) 2 notwendig empfohlen ODA (G) 3 notwendig notwendig empfohlen G = Gas Filtration; soll die gewünschte Klasse der Zuluftqualität berücksichtigen ODA Qualitätskategorien Die Dimensionierung soll in Übereinstimmung mit EN ISO and EN ISO erstellt werden. Quelle: EN

40 EN Luftarten Klassifizierung der Zuluft (Anhang B.4) Als Ausgangspunkt wird die folgende Herangehensweise vorgeschlagen: SUP 1 gilt, wenn die Zuluft die Grenzwerte der WHO-Richtlinien (2005) und alle nationalen Normen oder Vorschriften zur Qualität der Luft mit einem Faktor von 0,25 einhält; SUP 2 gilt, wenn die Zuluft die Grenzwerte der WHO-Richtlinien (2005). mit einem Faktor von 0,5 einhält; SUP 3 gilt, wenn die Zuluft die Grenzwerte der WHO-Richtlinien (2005). mit einem Faktor von 0,75 einhält; SUP 4 gilt, wenn die Zuluft die Grenzwerte der WHO-Richtlinien (2005). einhält. Quelle: EN

41 CEN TR / Tabelle 6 Tabelle 6 Schlüsselverunreinigungen, Partikel Verunreinigung Mittlere Einwirkzeit Guidline value 2008/50/EC Guidline value WHO 2005 Partikel PM 2,5 24 h 25 µg/m³ PM 2,5 1 Jahr 10 µg/m³ PM h 50 µg/m³ max. 35 d überschreitend 50 µg/m³ PM 10 1 Jahr 40 µg/m³ 20 µg/m³ Hinweis: WHO 2005 führte PM 2,5 ein. Quelle: TR / Tabelle 6 41

42 CEN TR / Tabelle 6 Tabelle 6 Schlüsselverunreinigungen, Gase Verunreinigung Mittlere Einwirkzeit Guidline value 2008/50/EC Guidline value WHO 2005 Gase SO 2 10 Min 500 µg/m³ SO 2 1 h 350 µg/m³ max. 24 h überschreitend SO 2 24 h 125 µg/m³ max. 3 d überschreitend 20 µg/m³ O 3 8 h 100 µg/m³ Quelle: TR / Tabelle 6 42

43 CEN TR / Tabelle 6 Verunreinigung Mittlere Einwirkzeit Guidline value 2008/50/EC Guidline value WHO 2005 NO 2 1 Jahr 40 µg/m³ 40 µg/m³ NO 2 24h 10 µg/m³ Benzol 1 Jahr 5 µg/m³ CO 24 h 10 mg/m³ Blei 1 Jahr 0,5 µg/m³ Quelle: TR / Tabelle 6 43

44 EN SFP Mindesteffizienzen von RLT-Geräten: Elektrische spezifische Leistung pro Ventilator SFP (Specific fan power) in W/m³/s (EN 13779) SFP = P / q nom = p / η v Neuer Ansatz (siehe EN ) SFP int SFP = SFP int + SFP add + SFP ext SFP = p int / η v + p add / η v + p ext / η v Quelle:EN

45 EN SFP SFP = SFP int + SFP add + SFP ext ΔP Fan.EHA ΔP int,eha ΔP add,eha ΔP ext,eha ODA ETA EHA SUP ΔP int,sup ΔP add,sup ΔP ext,sup ΔP Fan.SUP P SFP Δp η int stat stat Δp η add stat stat Δp η ext stat stat Quelle:EN

46 EN SFP Non Residential Units EN Spezische Ventilatorleistung (Lüftungskomponenten) SFP mit: p int int p P Elint q V HRS p p F V int p cas p s,fan p Für zentrale raumlufttechnische Geräte mit zwei Luftseiten: SFP int p s,int,sup fan,sup p s,int,eha fan,eha ext p add Quelle:prEN /

47 EN SFP Non Residential Units EN Verteiltes Kreislaufverbundsystem Falls eine Luftseite aus mehr als einem Luftstrom besteht (z. B. Kreislaufverbundsysteme), muss SFP int anhand der folgenden Gleichung berechnet werden: SFP int airside P el. int 1 q V,1 P q el. int 2 V, 2... P... q el. int 3 V, 3 Quelle:prEN /

48 EN SFP Specific Fan Power EN : 2018 Kategorie PSFP W/(m³/s) pfan [Pa] Ƞ total 0,55 Ƞ total 0,65 Anwendung Stand. (Bereich) SFP 1 < AB ohne WRG SFP 2 (1-4) SFP 2 SFP 3 < 750 < AB mit WRG ZU ohne WRG ZU Klimaanlage SFP 3 (1-5) SFP 3 (1-4) SFP 4 (1-5) SFP 4 < SFP 5 SFP 6 SFP 7 < < > Für spezielle Komponenten (z. B. HEPA-Filter, WRG H1 oder H2) ist eine Erhöhung des SFP-Wertes möglich. Quelle:EN

49 EN SFP Additional fan power EN : 2018 Komponente zus. P SFP [W/m³ s] zus. Filterstufe HEPA Filter Gasfilter WRG Klasse H2-H1 Hochleistungskühler Quelle:EN

50 EN SFP DIN EN Lüftung von Nichtwohngebäuden Allgemeine Grundlagen und Aufgaben für Lüftungs- und Klimaanlagen Spezifische Ventilatorleistung = Specific Fan Power (SFP) P SFP Spezifische Ventilatorleistung [W/(m³ s)] P Input P SFP = = q V p fan (tot.) Ƞ tot. P Input q V P fan (tot.) elektrische Leistungsaufnahme [W] Nennluftvolumenstrom [m³/s] Gesamtdruckerhöhung total [Pa] P Input P SFP = = q V p fan (stat.) Ƞ stat. Ƞ tot. Systemwirkungsgrad Antrieb bez. auf Totaldruck [-] P fan (stat.) Gesamtdruckerhöhung statisch [Pa] Ƞ stat. Systemwirkungsgrad Antrieb bez. auf stat. Druck [-] Quelle:EN

51 EN SFP Spezifische Ventilatorleistung SFP int Eine Luftseite SFP p p s,ext int 1 s,free,fan P El q V Zwei Luftseiten SFP int 1 p p s,ext,sup s,free,fan,sup P q El,SUP 1 p p s, ext, EHA El,EHA V,SUP s,free,fan,eha q V,EHA P Quelle:prEN /

52 Effizienz (Nutzen) der WRG pren (06/2017) Wärmerückgewinnung Temperatur t ZUL -t AUL η t = Übertragungsgrad t ABL -t AUL =. Q WRG. Q Pot. Massenstromverhältnis 1:1.. Ф 1:1 = Ф (1 + m 2 / m 1 ) / 2. ε= Q WRG / P el trocken Quelle:prEN /

53 EN WRG-Klassen Wärmerückgewinnung pren (06/2017) Klassen η e 1:1 [%] neu η e 1:1 [%] alt η e = η t ( 1 - P el / Q WRG ). H1 H2 H3 H η e = η t (1-1 / ε). η e = (Q WRG P el ) / Q Pot.. H5 36 H6 < 60 < 36 Quelle:prEN /

54 EN WRG-Klassen Wärmerückgewinnung pren (06/2017) Klassen η e 1:1 [%] η t [%] ε P [Pa] H1 74 (71) 78 (75) x 300 (280) H2 70 (64) 73 (67) x 240 (230) H3 65 (55) 68 (57) x 190 (170) H4 60 (45) 63 (47) x 150 (125) (36) (37) (100) H6 < 60 Werte basieren auf EN 308 mit t 21 = + 5 C und t 11 = 25 C Quelle:prEN /

55 EN Wärmerückgewinnung EN (11/2017) Wärmerückgewinnung Jahres Energieeffizienz SUP 1 Q H; V ; in; req Q H; V ; tot Die jährliche Energieeffizienz der WRG wird basierend auf der zurückgewonnen Energie und der benötigten Energie berechnet, wobei: SUP ist die Jahresenergieeffizienz der WRG Q H;V;in;req ist der Jahreswärmebedarf der Zuluft oder / und der Außenluft (einschl. Enteisung) in kwh Quelle EN /

56 EN Wärmerückgewinnung Wärmerückgewinnung EN (11/2017) Q H;V;tot ist der Jahresenergiebededarf ohne Wärmerückgewinnung in kw Der Jahresenergiebedarf der Lüftung soll für jedes Lüftungssystem oder für alle Lüftungssysteme eines Gebäudes je nach Anforderung der Berechnung durchgeführt werden. Die Leistungsziffer der WRG soll gem. EN berechnet werden. Quelle EN /2017 Quelle EN /2017 Quelle EN /

57 EN Wärmerückgewinnung EN (11/2017) Wärmerückgewinnung Leistungsziffer E Q hr V; hr ; gen; in; el wobei Leistungsziffer gem. EN Q hr Wärmeleistung der WRG E V;hr;gen;in;el Elektroleistung der Ventilatoren und Hilfsleistungen bezogen auf die WRG Quelle EN /

58 EN Primärenergie EN (11/2017) Primärenergie für die Lüftung:,,,,,,,, wobei:,,,,, E (P,AHU) E V Q H spezifischer Primärenergie der Lüftung in Wh/(m 3 /h a) benötigte Energie als elektrische Heizenergie spezifische benötigte Heizwärme in Wh/(m 3 /h a) Quelle EN /

59 EN Primärenergie wobei: EN (11/2017) Q C Q DH E HU f H - f C f HU benötigte Kühlleistung in Wh/(m 3 /h a) benötigte RLT Entfeuchtungsenergie in Wh/(m 3 /h a) benötigte RLT Befeuchtungsenergie in Wh/(m³/h a) Energielieferfaktor für Wärme (einschl. Verteilung und Erzeugung) Energielieferfaktor für Kälte (einschl. Verteilung und Erzeugung) Energielieferfaktor für Befeuchtung (einschl. Verteilung und Erzeugung) Quelle EN /

60 EN Primärenergie wobei: EN (11/2017) f P,HU f P,E f P,H W V;aux W HU;aux Primärenergiefaktor Befeuchtung Primärenergiefaktor Elektrizität Primärenergiefaktor Wärme Spezifische RLT Hilfsenergie in Wh/(m³/h a) Spezifische Befeuchtungshilfsenergie elektrisch in Wh/(m³/h a) Quelle EN /

61 EN Regelung Regelung und Betrieb (Tabelle 12) Kategorie Beschreibung IDA-C1 IDA-C2 IDA-C3 IDA-C4 IDA-C5 IDA-C6 Die Anlage läuft konstant. Manuelle Regelung (Steuerung) Die Anlage unterliegt einer manuell geregelten Schaltung. Zeitabhängige Regelung (Steuerung) Die Anlage wird nach einem vorgegebenen Zeitplan betrieben. Belegungsabhängige Regelung (Steuerung) Die Anlage wird abhängig von der Anwesenheit von Personen betrieben (Lichtschalter, Infrarotsensoren usw.). Bedarfsabhängige Regelung (Anzahl der Personen) Die Anlage wird abhängig von der Anzahl der im Raum anwesenden Personen abgestuft betrieben. Bedarfsabhängige Regelung (Gassensoren) Die Anlage wird durch Sensoren geregelt, die Raumluftparameter oder angepasste Kriterien messen (z. B. CO 2 -, Mischgas-, Luftfeuchte- oder VOC- Sensoren); diese sind festzulegen. Die angewendeten Parameter müssen an die Art der im Raum ausgeübten Tätigkeit angepasst sein. 61

62 EN Luftströme Ausgleich des Auslegungsluftstromes (Tabelle 13) Kategorie Beschreibung (kein Wind und keine Kaminwirkung) AB 1 q Fortluft > 1,15 q Zuluft AB 2 1,05 q Zuluft < q Fortluft < 1,15 q Zuluft AB 3 0,95 q Zuluft < q Fortluft < 1,05 q Zuluft AB 4 0,85 q Zuluft < q Fortluft < 0,95 q Zuluft AB 5 q Fortluft < 0,85 q Zuluft 62

63 Herzlichen Dank für Ihre Aufmerksamkeit DIN EN RLT-Anlagen im Kontext zur EN 13053, EN 1886 ISO 16890, VDI 6022 und VDI 3803 B.1 Prof. Dr.-Ing. Christoph Kaup W 63