Energieeffizienz von Ventilatoren im Klimagerät. Dr. Johannes Anschütz

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1 Energieeffizienz von Ventilatoren im Klimagerät Dr. Johannes Anschütz

2 Kriterien für die Auswahl des Ventilatorsystems für das Klimagerät: Leistungsbereich Geräusch Baugröße Hygiene Einbausituation Regelbarkeit Wartung Energie-Effizienz

3 Energie-Effizienz von Ventilatoren im Klimagerät Kostenbetrachtung: Ventilator-Anteil Übrige Komponenten Investitionskosten 1 3% 97 99% Betriebskosten 40 70% 30 60%

4 Energie-Effizienz = hoher Wirkungsgrad! 1. System-Wirkungsgrad (als qualitative Größe des Ventilators)

5 Energie-Effizienz = hoher Wirkungsgrad! Stichwort: System-Wirkungsgrad: Wirkungsgrad: Δp* V / P 1 Qualität des Ventilators bemisst sich nicht nur nach Wirkungsgrad einer einzelnen Komponente, sondern aus dem Zusammenspiel der Komponenten

6 Energie-Effizienz = hoher Wirkungsgrad! Stichwort: System-Wirkungsgrad: max. ca % max. ca % max. ca % max. ca % max. ca % η fal bis ca. 80% nur statischer Druckanteil η tl bis ca. 85% statischer + dynamischer (Totalwirkungsgr.) Druckanteil

7 Energie-Effizienz von Ventilatoren im Klimagerät 2. Energie-Einsparverordnung EnEV (zur Quantifizierung des Verbrauchs) Nationale Umsetzung der EU Richtlinie Energy performance of buildings EnEV ist vom Bundestag beschlossen + liegt Ländern zur Anhörung vor Praktische Umsetzung der EU Richtlinie auf Basis von 4 Säulen: a) Erarbeitung von Normen / Vorherbestimmung des Energiebedarfs b) Energiepass c) Energiekonzepte / Bewertung von Potentialen d) Sicherstellung der Langzeit-Effizienz der Anlage

8 Energie-Effizienz von Ventilatoren im Klimagerät 2. Energie-Einsparverordnung EnEV (zur Quantifizierung des Verbrauchs) Verpflichtung zur Erstellung des Energiepasses siehe dazu FGK Statusreport Nr. 5: Energetische Inspektion von Lüftungsund Klimaanlagen (

9 Energie-Effizienz von Ventilatoren im Klimagerät 2. Energie-Einsparverordnung EnEV (zur Quantifizierung des Verbrauchs) Umsetzung in Deutschland anhand der DIN V sowie der EN Lüftungstechnik ist damit Bestandteil der EnEV! Energie-Effizienz-Kenngröße für die gesamte Lüftungsanlage ist die Spezifische Ventilatorleistung (SFP)

10 Energie-Effizienz von Ventilatoren im Zusammenhang mit der Energie-Einsparverordnung 3. Spezifische Ventilatorleistung SFP (EN 13779) ( specific fan power ) P 1 SFP = V Δp = η System Category SFP 1 SFP 2 SFP W/m 3 /s < SFP SFP SFP SFP SFP 7 > 4500

11 SFP und Systemwirkungsgrad - Bedeutung in der Praxis Ventilatorkonzept Beispiel: m³/h Pa stat. Druck Auslegung im Optim. Motornennleistung Antriebskonzept Ventilator statisch Motor EFF1 Motor EFF2 Motor EFF2 incl. FU Keilriemen Flachriemen RZR Riemen-Antrieb + rückwärtsgekrümmt + Hohlprofil-Schaufeln EFF1 - Flach 77,5% 89,5% 97,5 5,5 kw-4pol EFF2 - Keil 77,5% 86% 94% TZR B Riemen-Antrieb + vorwärtsgekrümmt 7,5 kw-4pol EFF2 - Keil 56% 86% 94% RLM D-21 + Direktantrieb + rückwärtsgekrümmt + Freiläufer 5,5 kw-4pol EFF2 - FU 70% 82,5% Systemwirkungsgrad 68% 63% 46% 58%

12 Ventilatorkonzept RZR Riemen-Antrieb + rückwärtsgekrümmt + Hohlprofil-Schaufeln TZR B Riemen-Antrieb + vorwärtsgekrümmt RLM D-21 + Direktantrieb + rückwärtsgekrümmt + Freiläufer Beispiel: m³/h Pa stat. Druck Auslegung im Optim. Ventilator Baugröße 500 mm 500 mm 400 mm 560 mm Antriebskonzept EFF1-Mot. + Flachriem. EFF2-Mot. + Keilriem. EFF2-Mot. + Keilriem. EFF2-Mot. + Frequenzumformer Systemwirkungsgrad 68% 63% 46% 58% Systemleistungsaufnahme 4,1 kw 4,4 kw 6,0 kw 4,8 kw Stromkosten / Jahr (0,075 /kwh) bei Std. / Jahr bei Std. / Jahr 1.119, , , , , , , ,- Stromkosten 15 Jahre bei Std. / Jahr bei Std. / Jahr , , , , , , , ,- Mehrkosten (15 Jahre) bei Std. / Jahr bei Std. / Jahr , , , , , ,-

13 Optimierungsmaßnahmen 1. Laufradvarianten vorwärtsgekrümmte Schaufeln statischer Wirkungsgrad max. ca. 60% rückwärtsgekrümmte, + profilierte Schaufeln statischer Wirkungsgrad max. > 80%

14 Optimierungsmaßnahmen 2. Keil- oder Flachriemen η Riementrieb Flachriemen 96 Keilriemen , Motorleistung (kw)

15 Optimierungsmaßnahmen 3. Riemen-/Direktantrieb

16 Optimierungsmaßnahmen 3. Riemen-/Direktantrieb erreichbare Systemwirkungsgrade 80 η System zweiflutig, direktgetrieben, FU zweiflutig, riemengetrieben freilaufend, einflutig, direktgetrieben, FU , Antriebsleistung (kw) 40

17 Optimierungsmaßnahmen 4. Effizienz-Motoren

18 Optimierungsmaßnahmen 4. Effizienz-Motoren / Motortechnologie EC eff 2 η Motor η FU/Trafo spannungssteuerbar , Motorleistung (kw)

19 Motor und Frequenzumrichter - Wirkungsgrad ,5 kw η Motor η FU 70 2,2 kw ,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 Relative Ausgangsfrequenz f/f max

20 Optimierungsmaßnahmen 5. Drehzahlregelung System-Leistungsbedarf im Regelbereich 120% P~n 3 V~n P 1 / P 1, max 100% 80% 60% 40% Transformer Inverter / EC 20% 0% P~n 3 0% 20% 40% 60% 80% 100% V / V max

21 Fazit Die Effizienz einer lüftungstechnischen Anlage ist wesentlich durch das Ventilatorsystem bestimmt Die Optimierung des Wirkungsgrads liegt in der geeigneten Auswahl und Abstimmung der Komponenten des Systems Druckverluste in der Anlage sind zu minimieren; für die Auslegung des Ventilators müssen tatsächliche Betriebspunkte bekannt sein Für die Umsetzung der EnEV sind entsprechende Analysen, Bestandsaufnahmen, Ermittlungen des Energiebedarfs und des Einsparpotentials zwingend erforderlich

22 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!!

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