Inhalt. Effiziente Klimaanlagen. 1. Definition Begriff "Klimaanlage" 2. Voraussetzungen Gebäude (Büro) Praxis- Erfahrungen" 3. Komfortlüftung (Büro)

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1 Inhalt 1. Definition Begriff "Klimaanlage" Praxis- Erfahrungen" Thomas Baumgartner Baumgartner & Partner AG 8600 Dübendorf 2. Voraussetzungen Gebäude (Büro) 3. Komfortlüftung (Büro) 4. Kälteabgabe / Zusatzkälte 5. Kälteerzeugung 6. Gebäudebeispiel

2 1. Definition Begriff "Klimaanlage" 2. Voraussetzungen Gebäude (Büro) Die Klimaanlage stellt sicher: Raumlufttemperatur Raumluftfeuchtigkeit Hygiene/ Luftqualität (Aussenluftversorgung) Optimale Gebäudehülle (SIA 2021): - U-Grenzwerte einhalten (U Fassade, U Glas ) - g-wert (Glas + Sonnenschutz) < Sonnenschutz automatisiert Gebäudemasse freilegen (Decke) Unterstützende Fensterlüftung Ziel: Komfortable Raumluftzustände (ISO/CEN, Fanger) Geringe Betriebskosten (Energie / Unterhalt) Interne Lasten: - Beleuchtung < 11 W/m²; min. zentrale Abschaltung - Reale Arbeitsplatz-Lastannahmen (Grundausbau) Geringe Investitionskosten (keine Überqualität)

3 3. Komfortlüftung (Büro) Dimensionierung Luftmenge /Druckverlust: - Luftrate m 3 / Pers - Luftmenge ca. 3-4 m 3 /hm² (LW ) - Druckverlust (Zu + Abluft) < 1200 Pa - Leist.bedarf Antrieb Ventilatoren: << 2.0 W/m² Verzicht auf zentrale Befeuchtung: - Regenerative WRG (Sorbtionsrad) η F > Luftmenge im Winter (t a < 0 C) auf 60% reduzieren Luftkühlung ohne Entfeuchtung /Nachwärmer: - Kaltwassertemperatur t KW > 16 C - Zulufttemperatur > 20 C (21 22 C mit Quelluft) - Feuchteabsorbtion mit WRG (Sorptionsrotor) Kälte-Spitze (Leistungsbedarf) reduzieren: - WRG bei t a > 28 C zuschalten - Verlängerter Luftansaug (Betonkanal) Lufttemperatur [ C] Lufteintrittstemperatur Erdansaugkanal [ C] T_Kan Eintritt T_Kan Mitte T_Kan Ende T_Zul_WRG Polynomisch (T_Zul_WRG) Polynomisch (T_Kan Eintritt) Polynomisch (T_Kan Ende) Polynomisch (T_Kan Mitte) Bild: Messung verlängerter Luftansaug Raifeisenbank Schreinerstrasse SG (ohne Wo 30-38/2002) Abluftfeuchte Büro [%] Primärlufkühlung ohne Zusatzkühlung im Raum - Sommer-Nachtlüftung auch mit KM-Betrieb - Luftmenge erhöhen (LW ca /h) Ablufttemperatur Büro [ C] Bild: Messung Raifeisenbank Schreinerstrasse in St. Gallen: ( ) Regenerative WRG (hygroskopisch)

4 4. Kälteabgabe / Zusatzkälte 5. Kälteerzeugung Kaltwassernetz (t KW > 16 C) (Hohe Kaltwassertemperatur -> gute AZ Kältemaschine) Thermoaktives Bauteilsystem (tabs): - Vorlauftemperatur sekundär t VL > 19 C Leiter System (manuelle Umschaltung) - Systemtrennung mit Plattentauscher Kältenetz Umluft-Kühler / Kühldecken / Kühlbaffeln: - Vorteil: Kein Kondensationsrisiko - Nachteil: limitierte Leistung bei t KW > 16 C - Höhere Investitionskosten als für tabs bei gleicher Leistung (Heizung + Kühlung) Direktverdampfer (Split) Umluft-Kühler - Vorteil: grosse Leistung - Nachteil: Kondensatablauf erforderlich - Kälteverteilung mit Arbeitsmittelinhalt (Risiko) - minimal Leistung je Gerät: ca. 1.5 kw Kaltwassererzeuger (t KW > 16 C) - Freie Kühlung ermöglichen - Technischer Speicher (Kaltwasser) vorsehen - Eff. Kältebedarf (Gleichzeitigkeit) berücksichtigen (keine unnötigen Reserven!) Kälteleistung / Arbeitszahl beeinflusst: - Kaltwassertemp.: + 1 K (+ 4 % Kälteleistung) - Kondensatortemp: + 1 K (- 2 % Kälteleistung) Umschaltung freie Kühlung: - Hybrider Rückkühler: t a < 19 C - Trockenkühler: t a < C Abwärmenutzung Kälteproduktion: - Abwärmebedarf genau ermitteln - Nur für Bandlast Winter (separate KM/WP) Ziel- und Messwerte Arbeitszahlen Kälte: Zielwerte Messung hybrid Messung trocken - Leistungsziffer LZ > Arbeitszahl AZ > Jahresarbeitszahl JAZ > nur freie Kühlung JAZ >

5 Direktverdampfer (Kompaktanlage / Multisplit) Lüftungsanlage - Verdampfer in Zuluft - Kondensator in Abluft - Sehr knapp auslegen (keine Reserven!) - Leistungsbereich mit Drehzahlsteuerung % Jahresarbeitszahlen in Lüftungsanlage: - Einstufig (Heissgasbypass) << stufig (getrennte Kreise) < Drehzahlgesteuert: > 3.5 Bild: Hybridkühler (installiert für KM mit 90kW) Bild: Lüftungsanlage mit integrierte Kälteerzeugung Bild: Trockenkühler (installiert für KM mit 35KW) Multisplit - Kompressor / Kondensatoreinheit drehzahlgesteuert

6 6. Gebäudebeispiel Helvetia Patria Girtannersberg in St. Gallen Kennwerte Haustechnik (Betrieb) Tabs System 3-Leiter (manuell) Register Fläche 2380 m 2 Leiter 1 Leiter 2 ϑ VL Tabs Winter 28.0 C 26.5 C ϑ VL Tabs Sommer 21.0 C 20.0 C ϑ R Raum max. < 26.0 C Q i Interne Last Wh/m 2 d Zusatzkühlung Keine, nur tabs Kälteerzeugung (80 kw) (Süd/ Ost = 62.0 kw) Freie Kühlung t a < 19 C mechanisch (Scroll) + hybride freie Kühlung t KW (Aus) > 16 C t Kühl (Aus) < 28 C LZ = 4.3 (Hersteller:5.1) AZ = 3.8, JAZ > 5.1 Lüftung Hygienelüftung ohne Befeuchtung Fensterlüftung möglich Architekt: Herzog & de Meuron Bezug: 2001 Büroarbeitsplätze: (Süd + Ost) BGF Büro (gekühlt) Total: 3356 m 2

7 Bewertung nach SIA-Merkblatt Glasanteile A Glas / A tot A Glas /EBF 2 Mittlerer U-Wert Fassadenelement 3 Max. zulässiger Glas U-Wert 4 Gesamtwärmelast Q total = Q solar + Q intern U m (SZFF 41.10) Glashöhe 2.74 m Wh/m²d Massnahmen 63 % % 0.85 W/m²K auf Ansichtsfläche < 0.6 W/m²K 3 IV-IR 0.5 W/m²K Wh/m²d 5 Risikobeurteilung HT-System System 3 + (tabs): 6 Optimierung erforderlich? Messdaten Raumtemperatur War umfassend erforderlich! 228 Rt S_O2_flex2 Auslegungskurve 30.0 Raumtemperatur eines Normalbüros [ C] Aussentemperatur Maxima [ C] Bild: Stundenmittelwerte eines Normalbüros Helvetia Girtannersberg (während Belegung; )