Gesetzliche Anforderungen an die Mindest-Energieeffizienz von Lüftungsgeräten in Europa Stand 02_2016

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1 Gesetzliche Anforderungen an die Mindest-Energieeffizienz von Lüftungsgeräten in Europa Stand 02_ M. Törpe 1

2 Gesetzliche Anforderungen an Lüftungsgeräte Aktuelles zum Thema Energieeffizienzanfoderungen Allgemeiner Überblick über gesetzliche Regelungen für Lüftungsgeräte Europ. Anforderungen Einzelprodukte in der Lüftungstechnik Antriebsmotore, Ventilatoren, RLT Geräte (Anforderungen aus der Energieeinsparverordnung EnEV und EEWärmeG) Neue Energielabel Eurovent und RLT Herstellerverband B. Bayer / M. Törpe 2

3 Gesetze zur Verbesserung der Energieeffizienz im TGA Bereich Quelle FGK 3

4 Aktuelle und kommende gesetzliche Vorgaben Komponente Industrievereinbarung Ecodesign Richtlinien Motor regulation No 640/2009 of 22 July Stufe ab IE2 + Umrichter oder IE3 Motore >7,5 kw Freiwilliges Energielabel + Eurovent Zertifizierung Fan regulation No 327/2011 of 30 March Stufe ab höhere Anforderungen an die max. Effizienz von Ventilator + Motor - Nächste Stufe 20xx in Vorbereitung Freiwilliges Ökodesign Regulierung zur Energieeffizienz von Lüftungsgeräten ab Energielabel + Zertifizierung (RLT + Eurovent) B. Bayer / M. Törpe Europäische Gesetze Richtlinien zur Begrenzung des Energieverbrauches in Gebäuden EPBD Umsetzung in Mitgliedsländern in D über die EnEV (2014) 4

5 Gesetzliche Anforderungen an Antriebsmotore (für Ventilatoren, Pumpen, Maschinen ) Antriebsmotore mit Effizienzklasse IE2 (>7,5 kw nur in Verbindung mit Frequenzumrichtern ) alt. in der Klasse IE3 sind ab 1/2015 Pflicht! Der bestmögliche Wirkungsgrad von Antriebsmotoren ermöglicht die niedrigsten Betriebskosten. Amortisationszeiten von ca. ein bis drei Jahren sind die Regel! 5

6 Gesetzliche Anforderungen Antriebsmotore Gültig generell für alle Antriebsmotoren von Ventilatoren, Pumpen, Maschinen, nur wenig Ausnahmen zulässig (ATEX, hohe Temperaturen, ) Ab : Motoren generell in IE 2, > 7,5 kw mit Frequenzumrichter oder Klasse IE3 Ab : Motoren generell in IE 2 mit Umrichter oder Klasse IE3 ohne Umrichter B. Bayer / M. Törpe 6

7 Gesetzliche Anforderungen Ventilatoren Gültig generell für alle Arten von Ventilatoren. Betrachtet wird der Ventilator mit Motor und Düse incl. ggf. einem Frequenzumrichter. Die Mindestanforderungen gelten für das Wirkungsgradmaximum im obersten Bereich des Ventilatorkennfeldes. z. B. für Ventilatoren mit rückwärts gekrümmten Schaufeln ohne Gehäuse gilt: B. Bayer / M. Törpe 7

8 Gesetzliche Anforderungen an Lüftungsgeräte Ökodesignrichtlinie zur Mindesteffizienz von Lüftungsgeräten in Europa VERORDNUNG (EU) Nr. 1253/2014 DER KOMMISSION vom 7. Juli 2014 zur Durchführung der Richtlinie 2009/125/EG des Europäischen Parlaments und des Rates hinsichtlich der Anforderungen an die umweltgerechte Gestaltung von Lüftungsanlagen Betroffen sind: Wohnungslüftungsgeräte, Lüftungsgeräte für Nichtwohngebäude und Boxventilatoren, Dachlüfter, Verantwortlich ist der Gerätehersteller. Gültig ab: mit Verschärfung ab Update 202x 8

9 Gesetzliche Anforderungen an Lüftungsgeräte Definition eines Lüftungsgerätes gem. Ökodesignverordnung: Lüftungsgerät = Luftaustausch im Gebäude oder Gebäudeteil in denen sich bestimmungsgemäß Menschen aufhalten. Verbrauchte Luft wird durch neue ersetzt. Verbrauchte Luft entsteht durch Menschen, Emissionen, interne oder externe Wärmelasten. 9

10 Gesetzliche Anforderungen an Lüftungsgeräte Welche Geräte sind betroffen? Geräte zum Lüften mindestens bestehend aus Ventilator + Gehäuse +ggf.filter +... Wohnungslüftungsgeräte mit Luftmenge <= 250 m3/h Anforderungen: -spezifischer Energieverbrauch SEV -Schallpegel -Wärmerückgewinnung bei Kombigeräten Lüftungsgeräte mit Luftmenge > 250 m3/h <1000m3/h Lüftungsgeräte für Nichtwohngebäude Luftmenge > =1000 m3/h Anforderungen: Anforderungen entsprechen der Eingruppierung für die Anwendung: Wohnungslüftung oder Lüftung für Nichtwohngebäude -Ventilator-Systemwirkungsgrad im Betriebspunkt -spezifischer Energieverbrauch SFPint -Wirkungsgrad WRG bei Kombigeräten - 10

11 Gesetzliche Anforderungen an Lüftungsgeräte Betrachtungsgrenzen für die Mindest-Energieeffizienz aus der EU-Verordnung : ELA Geräte (Zuluft- oder Abluftgerät) Zuluftfilter=F7 ; Abluftfilter=M5 ZLA Geräte (Kombigerät) 11

12 Gesetzliche Anforderungen an Lüftungsgeräte für Nichtwohngebäude Geforderte Wirkungsgrade bei reinen Zuluft- oder Abluftgeräten oder z.b. Dachlüftern od. sonst Lüftern mit Gehäusen ohne Filter bzw. mit einem Filter 2016: 2018: P 30 KW: ETAsys >= 6,2% * ln(p) % P > 30 KW: ETAsys >= 56,1% Zusätzlich für Geräte mit einem Filter: max. 250 W/(m3/s) P 30 KW: ETAsys >= 6,2% * ln(p) % P > 30 KW: ETAsys >= 63,1% max. 230 W/(m3/s) * * Bisher bei großen Luftmengen mit niedriger Druckerhöhung z. B. < 500 Pa schwer erreichbar B. Bayer / M. Törpe 12

13 Gesetzliche Anforderungen an Lüftungsgeräte Lüftungsgeräte für Nichtwohngebäude Sonstige allgemeine Anforderungen 2016: mehrstufige Ventilatoren (mind. 3 Stufen und AUS ) oder stufenlose Drehzahlveränderung (FU) - Achtung Ausstattung durch den Gerätehersteller bei Ausschreibungen unbedingt berücksichtigen! ( derzeit Diskussion wer im Fall eines nicht mitgelieferten FU s für die Konformitätserklärung verantwortlich ist) Alle Kombi-Zu-/Abluftgeräte müssen mit einer WRG ausgestattet sein. Wärmerückgewinnung muss einem thermischen Bypass haben. 2018: zusätzlich: wenn ein Filter Teil der Konfiguration ist, muss das Produkt mit einer visuellen Filterdifferenzdruck Überwachung oder einer Alarmgebung in der Regelung ausgestattet sein. Spezielle Vorgaben an den Informationsgehalt von den Gerätetypenschildern und technischen Datenblättern

14 Gesetzliche Anforderungen an Lüftungsgeräte für Nichtwohngebäude - WRG Bei kombinierten Zuluft-/Abluftgeräten gilt: Verpflichtend Wärmerückgewinnung (unabhängig von den klimatischen Bedingungen) Geforderte Mindestwirkungsgrade definiert gem. EN 308 (gleicher Massenstrom, ohne Kondensation): 2016: Kreislaufverbundsysteme: 63% Alle anderen WRG-Systeme: 67% Werden höhere Wirkungsgrade erreicht, so wird ein Effizienzbonus E ermittelt: Kreislaufverbundsysteme: E = (ηt_nrvu 0,63)*3000 Alle anderen WRG-Systeme: E = (ηt_nrvu 0,67)* : Kreislaufverbundsysteme: 68% Alle anderen WRG-Systeme: 73% Werden höhere Wirkungsgrade erreicht, so wird ein Effizienzbonus E ermittelt: Kreislaufverbundsysteme: E = (ηt_nrvu 0,68)*3000 Alle anderen WRG-Systeme: E = (ηt_nrvu 0,73)* B. Bayer / M. Törpe 14

15 Wärmerückgewinnung Berechnung des Wirkungsgrade für Wärme (Rückwärmzahl) Fortluft Abluft W R G 11 Gebäude 22 Außenluft Rückwärmzahl ZUL t 22 t 21 t 11 t 21 Zuluft immer bezogen auf die Zuluftseite (DIN EN 308)! Berechnung ohne Kondensation z.b. bei +5 C/+25 C bei ausgeglichenen Luftvolumenströmen Quelle: Rückwärm- und Rückfeuchtzahl nach EN 308

16 Nutzen von WRG-Systemen Beisp. Energieeinsparung durch Wärmerückgewinnung Achtung: stark abhängig von äußeren Randbedingungen! Ökodesignrichtlinie Zentrallüftung 2016 EnEV auch 80% Wirkungsgrad ist realisierbar allerdings nicht mehr in allen Luftmengenbereichen EnEV 2009=

17 Gesetzliche Anforderungen an Lüftungsgeräte für Nichtwohngebäude - Stromeffizienz NRVU Lüftungsgeräte für Nichtwohngebäude Maximaler interner spezifischer Stromverbrauch (SFPint Limit Werte) bei RLT Geräten mit Zuluft/Abluft (BVU mit WRG) - Abhängig von Luftmenge und Art der WRG: 2016: BVU mit Kreislaufverbundsystem SFPint = E 300*qnom/2 F, wenn qnom < 2 m³/s SFPint = E F, wenn qnom 2 m³/s BVU mit anderem WRG-System (Platten-WT, Rotoren, usw.) SFPint = E 300*qnom/2 F, wenn qnom < 2 m³/s SFPint = E F, wenn qnom 2 m³/s interner SFP [W/(m³/s) ] (keine Berücksichtigung der externen Druckverluste) Δps,int = interne Druckverluste der lüftungstechnischen Komponenten (WRG, 1. Filterstufe AUL F7, Abluft M5; Einbauverluste Ventilatoren) B. Bayer / M. Törpe 17

18 Ökodesignrichtlinie Lüftungszentralgeräte Abgrenzung Ökodesignrichtlinie vs. Energieeinsparverordnung Ökodesignverordnung Verantwortlichkeit WRG Stromverbrauch : Gerätehersteller : nur bei allen Kombigeräten : Limit SFPint (WRG,Filter Ventilator) Systemwirkungsgrad bei ELA) B. Bayer / M. M. Törpe Törpe EnEV Bauherr/Planer >4000 m3/h Limit SFP (Gerät+Kanal) 18

19 Ökodesignrichtlinie Lüftungszentralgeräte Ausnahmen: ATEX Geräte Reine Entrauchungsgeräte Lufttemperaturen > 100 C <-40 C bzw. >65 C Umgebungstemeratur des Antriebsmotors Geräte für toxische, hochgradig korrosive oder zündfähige Umgebungen oder Umgebungen mit abrasiven Stoffen damit sind z.b. nicht unsere klassischen Laborabluftgeräte gemeint Haushalts-Dunstabzugshauben, die in Richtlinie Nr. 66/2014 geregelt sind damit sind nicht die gewerblichen Küchenabluftanlagen gemeint! Geräte mit einer Wärmepumpe als WRG B. Bayer / M. M. Törpe Törpe 19

20 Ökodesignrichtlinie Lüftungszentralgeräte in der Praxis ErP Bewertung folgender Gerätetypen: Zuluftgerät mit KVS, Abluft m. KVS aber ohne Ventilator Zuluftgerät wird allein bewertet, Abluft wird nicht bewertet Zuluftgerät mit KVS, zwei oder mehrere Abluftgeräte Bewertung über gewichtete Mittelwerte Zuluftgerät mit KVS, zwei oder mehrere Abluftgeräte davon 1 x ATEX Bewertung über gewichtete Mittelwerte (empfohlen)oder gar keine Bewertung - unklar Kombigeräte mit WRG Leerkammer f. z.b. SEW wir stellen keine ErP Konformität aus muss der Anlagenbauer tun Dito Bei nicht Mitlieferung der Frequenzumrichter Geräte mit einem Außenluftanteil <10% werden als ELA Geräte betrachtet (WRG nicht erforderlich) es muss konstruktiv im RLT Gerät abgebildet sein M. Törpe 20

21 Gesetzliche Anforderungen an Lüftungsgeräte Lüftungsgeräte für Nichtwohngebäude Fazit: Die energetische Messlatte liegt hoch und deutlich über den Anforderungen aus der EnEV Ausnahmen wie z.b. bei der EnEV über den Nachweis einer Nicht-Wirtschaftlichkeit z.b. einer WRG sind hier nicht vorgesehen. Verordnung hat für die tägliche Umsetzung noch einige Lücken. Hierfür ist ein Arbeitskreis Industrie + Vertreter des Gesetzgebers ins Leben gerufen worden. Als grobe Richtschnur sind ab 2016 Geräte mit max. Luftgeschwindigkeit im Bereich von 2,0 m/s zu erwarten ab 2018 wird die Luftgeschwindigkeit eher im Bereich 1,8 m/s liegen. Es gibt keine Ausnahmen für Geräte, die als Ersatz für alte Geräte in Verkehr gebracht werden. Komponententausch im Bestand hat keine Relevanz zur Ökodesignrichtlinie B. Bayer / M. Törpe 21

22 Anforderungen aus der EnEV an RLT Geräte Mindestanforderungen Raumlufttechnik - WRG: EnEV 2009 Mindestwirkungsgrade von WRG Systemen sind einzuhalten! gilt auch für EnEV 2014 Auszug ENEV 2009 Mindestanforderungen zur Wärmerückgewinnung: 22

23 Anforderungen der EnEV 2014 an RLT Geräte Mindestanforderungen zur Raumlufttechnik Einsatz einer Wärmerückgewinnung Klasse H3: EnEV Anforderungen nur gültig für Luftmengen > 4000 m3/h! Die Betriebsstunden ergeben sich aus dem Nutzungsprofil des Gebäudes (DIN V T10)! 23

24 Anforderungen der ENEV an RLT Geräte Referenz- bzw. Standardtechnik: EnEV 2014 Mindestanforderungen: >4000m3/h: WRG ist Pflicht entsprechend der Tabelle 13053, SFP Klasse 4 Referenztechnik: SFP Werte: Zuluft max W/m3/h Abluft max W/m3/h Bonussystem anwendbar WRG : min. 60% Wirkungsgrad 24 Aber: Die EnEV 2014 fordert ab eine Reduzierung der Primärenergiebedarfs von Gebäuden um -25%! das hat auch Auswirkungen auf die Lüftungsanlagentechnik

25 Anforderungen der EnEV an RLT Geräte Referenz- bzw. Standardtechnik: Beispiel Raumlufttechnik EnEV 2014: 25

26 SFP Wert Berechnung SFP-Wert: Definition in der DIN EN berechnet sich aus : PMot (W) PSFP = Vol.-Strom (m3/s) Dpstat (pa) = Etages Legende: PSFP - spezifische Ventilatorleistung (W/m3 x s) P Mot FU - elektrische Wirkleistung des Antriebsmotors (W) incl. aller Verluste durch Regeleinrichtungen (z.b. Frequenzumrichter) Volumenstrom durch den Ventilator (m3/s) Eta Lufttransportwirkungsgrad im eingebauten Zustand Hinweis: die Berechnung des SFP Wertes bezieht sich immer auf saubere Filter! Dpstat - gesamte statische Druckerhöhung des Ventilators (pa) 26

27 Auszug DIN EN Mindestanforderung EnEV 2014 bei Luftmengen > 4000 m3/h Zuluft Bezieht sich auf saubere Filter und nicht auf den Dimensionierungsdruckverlust, der für die Auslegung verwendet wird! 27

28 Auszug DIN EN SFP-Bonussystem (Schwebstofffilter auch extern) (Aktivkohlefilter) Zusätzlicher Filter könnte sein: Fettfangfilter oder z.b. 3. Taschenfilterstufe (nicht EnEV relevant) WRG H1 bzw. H2 Klassifizierung entsprechend DIN EN Version 11/2007!! Kühler mit hoher Leistung ist nicht definiert und auch nicht EnEV relevant 28

29 Anforderungen der EEWärmeG an RLT Geräte 29

30 Anforderungen der EEWärmeG an RLT Geräte Wenn keine oder zu wenig regenerative Energie zur Verfügung steht dann hat man die Möglichkeit Ersatzmaßnahmen vorzusehen. Zur Wärmeenergie gehört die gesamte Energie für Heizung, Kühlung und Warmwasser! 30

31 Anforderungen der EEWärmeG an RLT Geräte Ersatzmaßnahmen: Anforderungen: Wirkungsgrad WRG min. 70 % (trocken) Leistungszahl min

32 Anforderungen der EEWärmeG an RLT Geräte Prüfung zur Leistungszahl > 10: Die Leistungszahl im Sinne des EEWärmeG errechnet sich aus dem Verhältnis der Nutzenergie im Vergleich zum Aufwand. Nutzenergie = durch die Wärmerückgewinnung zurückgewonnene jährliche Wärmeenergie Aufwand = jährlicher Stromverbrauch zum Betrieb der Wärmerückgewinnungskomponente ( Stromverbrauch aus dem luftseitigen Druckverlust + Hilfsenergien) In der Regel erreichen alle klassischen WRG Systeme diese Anforderungen, wenn ein Wärmerückgewinnungswirkungsgrad >70% erreicht ist. 32

33 Neue Energielabel für RLT Geräte ab Warum neue Energielabel? Hintergründe: Die hohen Anforderungen aus der Ökodesignrichtlinie für Lüftungsgeräte erfordern eine Anpassung der Energielabel bei Eurovent und dem RLT Herstellerverband. Unterschiedliche Systeme dt. RLT Herstellerverband vs Eurovent Auch Geräte, die eine Top-Energieeffizienz aufweisen, sollen besser erkennbar sein (z.b. WRG >80%) 33

34 Neue Energielabel für RLT Geräte ab Eurovent Energie Label Klasse Wirkungsgrad WRG (%) Druckverlust WRG je Luftweg (Pa) Effizienzgrad Ventilator NGref A+ Luftgeschwindigkeit (m/s) A (ErP Fan 2015) B C D E (ErP Vent 2016) W NE

35 Neue Energielabel für RLT Geräte ab RLT Herstellerverband Gültig ab Klasse ErP Konformität als neue Anforderung ErP konf Wirkungsgrad WRG (%) Druckverlust WRG je Luftweg (Pa) Effizienz Ventilator Pmref A+ Luftgeschwindigkeit (m/s) 1, P2 = 0,90 * Pmref A 2, P3 = 0,95 * Pmref ErP konf B 2, P4 = 1,00 * Pmref ErP konf. no An den Werten für die einzelnen Kriterien gibt es keine Änderung gegenüber dem heutigen Stand. Allerdings würden die Geräte unter diesen Bedingungen nicht die ErP Anforderungen erfüllen, da der zugeordnete Druckverlust zu hoch ist und die Ventilatoreffizienzanforderungen zu gering sind. Über das neue zusätzlich geltende Kriterium der ErP Tauglichkeit würden solche Geräte dann nicht gelabelt werden können. 35

36 Neue Energielabel für RLT Geräte ab Vergleich Eurovent Labelsystem vs RLT Herstellerverband Klas Luftgese schwindigkeit (m/s) Wirkungsgrad WRG (%) Druckverlust WRG je Luftweg (Pa) Effizienzgrad Ventilator NGref B (ErP fan 201?) 62 (ErP fan 2015) 60 C A A D E Klass e A+ Effizienz Ventilator Pmref P2 vgl. NG 57 A 2, P3 vgl. NG 54 B 2, P4 vgl. NG 51 Geräte der Klasse A+ müssen ErP 2018 und der Klasse A ErP 2016 konform sein 52 (ErP vent. 2016) - = 36 LuftgeWirkungs- Druckverlust schwindig- grad WRG WRG je keit (m/s) (%) Luftweg (Pa) 1,

37 Neue Energielabel für RLT Geräte ab Vergleich Eurovent Labelsystem vs RLT Herstellerverband 37

38 Gesetzliche Anforderungen an Lüftungsgeräte für Nichtwohngebäude Fazit: Es ist recht kompliziert geworden alle gesetzlichen Anforderungen zu berücksichtigen und für die hohen energetischen Anforderungen auch noch den Platz im Gebäude zu finden. Martin Törpe AL-KO Therm GmbH 38