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 info@schiller-engineering.com [1] 09.06.2010: INSPEKTION VON KLIMAANLAGEN
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) [2] 09.06.2010: INSPEKTION VON KLIMAANLAGEN
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, CO 2 ) (4) ab EnEV 2009: Wärmerückgewinnung Klassifizierung H3 nach DIN EN 13053 (5) ab EnEV 2009: Dämmung von Kaltwasserleitungen [3] 09.06.2010: INSPEKTION VON KLIMAANLAGEN
Anforderungen der EBPD [4] 09.06.2010: INSPEKTION VON KLIMAANLAGEN
Aufgabenstellung des BBR-Forschungsprojektes 1. Abschätzung des Bestandes von Klimaanlagen und des CO 2 -Reduktionspotenzials 2. Methodik der Inspektion von Klimaanlagen nach Artikel 9 EPBD 3. Mindestanforderungen an die energetische Qualität von Klimaanlagen (Artikel 4 EPBD) [5] 09.06.2010: INSPEKTION VON KLIMAANLAGEN
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. m 2 RLT-konditionierte Fläche durchschnittlicher Luftvolumenstrom 9 m 3 /(h m 2 ) (?) durchschnittliche Anlagengröße 10.000 m 3 /h (?) ca. 250.000 bis 500.000 Anlagen [6] 09.06.2010: INSPEKTION VON KLIMAANLAGEN
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/m 2 Stromanteil: 28 % ca. 1,9 % des Gesamtprimärenergieverbrauchs BRD [7] 09.06.2010: INSPEKTION VON KLIMAANLAGEN
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. [8] 09.06.2010: INSPEKTION VON KLIMAANLAGEN
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? 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? Raumlufttechnik: Anwendungsbereich EnEV Produktion: kein Anwendungsbereich der EnEV [9] 09.06.2010: INSPEKTION VON KLIMAANLAGEN
Inhalt und Umfang der Inspektion nach 12 EnEV [10] 09.06.2010: INSPEKTION VON KLIMAANLAGEN
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? [11] 09.06.2010: INSPEKTION VON KLIMAANLAGEN
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? [12] 09.06.2010: INSPEKTION VON KLIMAANLAGEN
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. [13] 09.06.2010: INSPEKTION VON KLIMAANLAGEN
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. [14] 09.06.2010: INSPEKTION VON KLIMAANLAGEN
Checkliste Dokumentation 1. Angaben zum Gebäude 2. Angaben zur Energieversorgung Wärme, Kälte, Dampf, KWK, erneuerbare Energien, Abwärme Verbrauchsdaten 3. Angaben zur Klimaanlage a. 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 [15] 09.06.2010: INSPEKTION VON KLIMAANLAGEN
Vorschlag: Digitale Dokumentation 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 [16] 09.06.2010: INSPEKTION VON KLIMAANLAGEN
Gliederung der Inspektionsinhalte Prüfung der Anlagendimensionierung 1. Prüfung der Kühllast 2. Prüfung der Außenluftvolumenströme 3. Prüfung der Raumklima-Sollwerte 4. Prüfung der Komponentendimensionierung Effizienz wesentlicher Komponenten Alternativlösungen 5. Effizienz der Luftförderung 6. Effizienz der Kälteerzeugung 7. Effizienz der Wärmerückgewinnung 8. Effizienz der Kälteverteilung 9. Luftvolumenstromregelung 10. Prozess der thermischen Luftaufbereitung 11. Effizienz von Raumkühlsystemen (Übergabesysteme) 12. Beurteilung des Gesamtkonzeptes Ratschläge für Verbesserungen / Austausch [17] 09.06.2010: INSPEKTION VON KLIMAANLAGEN
(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 [18] 09.06.2010: INSPEKTION VON KLIMAANLAGEN
(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 [19] 09.06.2010: INSPEKTION VON KLIMAANLAGEN
(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? 10 % 20 % 30 % 40 % 40 50 % 35 Hilfsmittel / Grundlagen: - diverse Normen und technische Regeln - Herstellerangaben für EDV-Anlagen, Prozesse 30 25 60 % 70 % 80 % 90 % 100 % Temperatur in C 20 15 10 5 25 h = 20 kj/kg 30 35 40 45 50 55 60 65 70 0 10 15-5 0 5-10 -5-15 -15-10 t,x-korrelation für Deutschland (Stundenwerte) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Wassergehalt in g/kg 12 13 14 15 16 17 18 19 [20] 09.06.2010: INSPEKTION VON KLIMAANLAGEN
(4) Prüfung der Komponentendimensionierung Gegenüberstellung aller ermittelten Soll- und Ist-Werte Nachrechnung Erhitzerleistung, Kühlerleistung, Ventilatorleistung, Befeuchterleistung für max. Heizfall und max. Kühlfall Hilfsmittel / Grundlagen: - h,x-diagramm - Tabellenkalkulation 40 10 % 20 % 30 % 40 % 50 % 35 60 % 70 % Temperatur in C 30 25 20 15 10 5 Erwärmen Dampfbefeuchter 30 25 h = 20 kj/kg 35 40 45 Kühlen 50 55 60 65 70 80 % 90 % 100 % 15 0 10-5 0 5-10 -5-15 -10-15 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Wassergehalt in g/kg [21] 09.06.2010: INSPEKTION VON KLIMAANLAGEN 12 13 14 15 16 17 18 19
(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 p sfp und η Sys 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 [22] 09.06.2010: INSPEKTION VON KLIMAANLAGEN
Effizienz der Luftförderung Wirkleistung eines Ventilators Spezifische Ventilatorleistung Systemwirkungsgrad P el, Wirk P p p η el,wirk SFP SFP sys = U I 3 cos( ϕ) V L pges = η P = V p = η el,wirk L ges Sys V L p = P el,wirk sys ges = η FU η Motor η Riemen η Ventilator η Einbau Beispiel: Bezeichung Zuluftventilator Abluftventilator 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 p SFP [kw/(m³/s)] 2,12 1,91 [23] 09.06.2010: INSPEKTION VON KLIMAANLAGEN
(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? [24] 09.06.2010: INSPEKTION VON KLIMAANLAGEN
Bewertung der Effizienz der Kälteerzeugung nach DIN V 18599-7 Q C, f, elektr = Q C, outg, a EER PLV av Q c,outg Jahresnutzenergiebedarf Kälte EER: Nennkälteleistungszahl (energy efficiency ratio) PLV AV mittlerer Teillastfaktor (part load value) Q C,f,elektr Endenergiebedarf Kompressionskältemaschine (elektrisch) Standardwerte EER für wassergekühlte Maschinen Standardwerte EER für luftgekühlte Maschinen [25] 09.06.2010: INSPEKTION VON KLIMAANLAGEN
Teillastfaktoren der Kälteerzeugung nach DIN V 18599-7 Beispiel: Kolben- oder Scrollverdichter trockene Rückkühlung Raumkühlung, Nutzungsart Büro (1) Kolben-/Scrollverdichter mit Zweipunktregelung taktend (EIN/AUS- Betrieb) Kühlwassereintritt konstant 0,92 (2) Kolben-/Scrollverdichter mehrstufig schaltbar (mindestens vier Schaltstufen als Verdichterverbund) Kühlwassereintritt variabel 1,74 (3) Kolbenverdichter durch Zylinderabschaltung Kühlwassereintritt variabel 1,09 (4) Kolben-/Scrollverdichter mit Heißgasbypassregelung wassergekühlt wassergekühlt wassergekühlt wassergekühlt 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 [26] 09.06.2010: INSPEKTION VON KLIMAANLAGEN
(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? [27] 09.06.2010: INSPEKTION VON KLIMAANLAGEN
Bewertung der Rückwärmzahl von Bestandsanlagen nach DIN V 18599 7 Plattenwärmeübertrager 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 Kreislauf-Verbund-System Luftvolumenstrom [m³/h] 10.000 Netto-Querschnitt [m²] 1,20 Anströmgeschwindigkeit [m/s] 2,31 Bautiefe [mm] 375 Rückwärmzahl [-] 0,46 0,60 0,80 0,50 0,70 0,60 Rückwärmzahl 0,40 0,30 Rückwärmzahl 0,50 0,40 0,30 0,20 0,20 0,10 0,10 - - 50 100 150 200 250 300 Kantenmaß / Plattenabstand s 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 Bautiefe [mm] [28] 09.06.2010: INSPEKTION VON KLIMAANLAGEN
(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 [29] 09.06.2010: INSPEKTION VON KLIMAANLAGEN
(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? [30] 09.06.2010: INSPEKTION VON KLIMAANLAGEN
(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? [31] 09.06.2010: INSPEKTION VON KLIMAANLAGEN
Beispiel: h,x-strategie für Vollklimaanlage mit Mischkammer und Dampfbefeuchter 35 t o C 30 25 20 15 10 5 0-5 -10-15 AU Feld 2-5 0 5 Feld 1 10 15 ϕ = 20 % 30 % 40 % 50 % 60 % 20 25 30 ZU 35-10 0 2 4 6 8 10 12 14 16 x g W /kg tl 20 40 45 60 55 h=50 kj/kg tl 65 70 80 % dh/dx = h DA (1 + k DA /k KÜ ) 75 100 % [32] 09.06.2010: INSPEKTION VON KLIMAANLAGEN
(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 [33] 09.06.2010: INSPEKTION VON KLIMAANLAGEN
(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? [34] 09.06.2010: INSPEKTION VON KLIMAANLAGEN
Inspektionsbeispiel 1: Original - Lüftungsschema [35] 09.06.2010: INSPEKTION VON KLIMAANLAGEN
Inspektionsbeispiel 1 vereinfachtes Klimasystem-Schema 5.000 m³/h 7.000 m³/h 2.000 m³/h 4.000 m³/h 3.000 m³/h * 2.000 m³/h 3.000 m³/h Messraum Nasslabor Dusche, Aufenthaltsräume [36] 09.06.2010: INSPEKTION VON KLIMAANLAGEN
Inspektionsbeispiel 1 - Messergebnisse [37] 09.06.2010: INSPEKTION VON KLIMAANLAGEN
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 [38] 09.06.2010: INSPEKTION VON KLIMAANLAGEN
Inspektionsbeispiel 1 Quantifizierung des Einsparpotenzials 700 spezifische Investitionskosten Jahresprimärenergiebedarf [MWh] 600 500 400 300 200 100 Wärme Strom [ct/kwhpr] 120 100 80 60 40 20 - IST-Zustand Zonennacherhitzer WRG Ventilatoraustausch Teillastregelung Kälte - IST-Zustand Zonennacherhitzer WRG Ventilatoraustausch Teillastregelung Kälte [39] 09.06.2010: INSPEKTION VON KLIMAANLAGEN
Inhaltsverzeichnis Inspektionsbericht [40] 09.06.2010: INSPEKTION VON KLIMAANLAGEN