Gegenstand der Arbeit ist die energetisch und wirtschaftlich möglichst günstige Auswahl der
Ventilatoren und des Wärmerückgewinners für eine Lüftungsanlage, welche eine bestehende
Anlage erstetzen soll. Der Stand der Technik wurde recherchiert und dargestellt, die Komponenten mit der größten Energieeffizienz ermittelt. Um eine möglichst energiesparende Kombination der selbigen zu
finden, wurde dann eine Vorauswahl anhand geeigneter Kennwerte getroffen.
Die Vorzugsvarianten wurden unter Beachtung des Nutzerverhaltens nach dem Verfahren der
Lüftungsgradstunden energetisch bewertet. Durch die Umrechnung der verschiedenen Energiearten
auf den kumulierten Energie-Aufwand (KEA) ist ersichtlich, welche Gerätekonstellation
die größte Einsparung von Energie ermöglicht.
Zuletzt erfolgte die wirtschaftliche Bewertung mit Hilfe der Kapitalwertmethode, unter Berücksichtigung
von zu erwartenden Energiepreissteigerungen. Somit ist ein Zusammenhang zwischen Energieeffizienz und Wirtschaftlichkeit ablesbar.
Inhaltsverzeichnis
Eidesstattliche Erklärung
Kurzfassung
Abstract
Nomenklatur (Auswahl)
Abkürzungsvcrzcichnis
Abbildungsvcrzcichnis
1 Einleitung
1.1 Kontext der Arbeit
1.2 Ziel der Arbeit
1.3 Haftungsausschluss
2 Bestandsaufnahme der Lüftungstechnik für die Schalterhalle
2.1 Bestand
2.2 Neue Raum- und Funktionsteilung
3 Randbedingungen für die Auslegung des neuen Lüftungsgerätes
3.1 Sachzwänge
3.2 Nutzung und Regelung
3.3 Luftmenge
3.4 Drucksprung
4 Stand der Technik und Vorauswahl
4.1 Wärmcrückgcwinncr
4.1.1 Rekuperatoren
4.1.2 Regeneratoren
4.1.3 Kreislauf-Verbund-Systeme (KVS)
4.1.4 Wärmepumpen
4.1.5 Erdwärmetauseher
4.1.6 Wärmerohrwärmetauseher
4.1.7 Vorauswahl der WRG-Arten
4.2 Ventilatoren
4.2.1 Radialventilatoren
4.2.2 Axialventilatoren
4.2.3 Antriebe
4.2.4 Vorauswahl der Ventilatortypen und Antriebsarten
5 Energiewirtschaftliche Bewertung
5.1 Vcrglcichskcnnwcrtc
5.1.1 Wärmerüekgewinner
5.1.2 Ventilatoren
5.2 Energetische Bewertung
5.2.1 Energieeinsparung durch Wärmerüekgewinner
5.2.2 .Jahres Energiebedarf für Lüftung (Ventilatoren)
5.2.3 Gesamter .Jahres Primärenergiebedarf
5.3 Wirtschaftliche Bewertung
5.3.1 Kapitalwcrtmcthodc
5.3.2 Untcrlasscnsaltcrnativc
5.3.3 Strom- und Gasprciscntwieklung
6 Ergebnisse
6.1 Vorzugsvarianten
6.1.1 Wärmerüekgewinner
6.1.2 Ventilatoren
6.2 Vergleichende Abschätzung des Jahrcs-Encrgicbcdarfcs
6.2.1 Wärmerüekgewinner
6.2.2 Ventilatoren
6.2.3 Kumulierter Energiebedarf der Kombinationen
6.3 Vergleichende Wirtschaftlichkcitsbctrachtung
6.4 Diskussion
6.4.1 Methoden
6.4.2 Ergebnisse
7 Zusammenfassung und Ausblick
Anhang A - Berechnung der Lüftungsgradstunden
Anhang В - Kapitalwertberechnungen
Literaturverzeichnis
Aufgabenstellung
Die Gebäudesanierung bietet große Potentiale für die Energieeinsparung. Diese Arbeit untersucht beispielhaft die konkreten Einsparpotcntialc anhand der Lüftungsanlage eines Bankgebäudes. Dort soll im Rahmen von Modcrnisicrungsmaßnahmcn eine neue Lösung für das Lüftungsgerät gefunden werden. Dieses versorgt das größte von sieben Gebäuden, die Schalterhalle. Da sieh hiernach die Auslegung aller angebundenen Gebäude und weiterer Komponenten der Lüftungsanlage richtet, bildet dies den Grundstein für ein cncrgicwirtsehaftlieh solides Gesamtkonzept.
Die bisherige Umsetzung des Lüftungsgerätes soll unter cncrgicwirtsehaftliehcn Gesichtspunkten mit neueren Rcalisicrungsmögliehkcitcn verglichen werden, speziell in Bezug auf Wärme- rüekgewinnung und Ventilator-Technik.
Hierbei zu bearbeitende Teilaufgaben sind:
1. Bestandsaufnahme der Lüftungstedmik der Schalterhalle (unter Beachtung der relevanten Normen DIN EN 15239)
2. Recherche alternativer Lüftungsgeräte als Ersatz für Bestandsanlage unter Berücksichtigung des Gesamtsystems der Lüftung und der Nutzeranforderungen
3. Vergleich der energetischen Kennwerte (Herstellerangaben) von ausgewählten Varianten aus dem Stand der Technik und Definition von Vorzugsvarianten
4. Abschätzung des .Jahres-Energiebedarfs der Vorzugsvarianten. Die Berechnung des Energiebedarfes soll in Anlehnung an das EnEV-Bcrcdmungsvcrfahrcn erfolgen.
5. Vergleichende Wirtsehaftliehkcitsbctraehtung der Vorzugsvarianten unter Annahme von Lcbcnszyklusbctrachtungcn
Kurzfassung
Gegenstand der Arbeit ist die energetisch und wirtschaftlich möglichst günstige Auswahl der Ventilatoren und des Wärmcrückgcwinncrs für eine Lüftungsanlage, welche eine bestehende Anlage erstetzen soll.
Der Stand der Technik wurde recherchiert und dargestellt, die Komponenten mit der größten Energieeffizienz ermittelt. Um eine möglichst energiesparende Kombination der selbigen zu finden, wurde dann eine Vorauswahl anhand geeigneter Kennwerte getroffen.
Die Vorzugsvarianten wurden unter Beachtung des Nutzerverhaltens nach dem Verfahren der Lüftungsgradstunden energetisch bewertet. Durch die Umrechnung der verschiedenen Energiearten auf den kumulierten Energie-Aufwand (KEA) ist ersichtlich, welche Gcrätckostcllation die größte Einsparung von Energie ermöglicht.
Zuletzt erfolgte die wirtschaftliche Bewertung mit Hilfe der Kapitalwcrtmcthodc, unter Berücksichtigung von zu erwartenden Energiepreissteigerungen. Somit ist ein Zusammenhang zwischen Energieeffizienz und Wirtschaftlichkeit ablesbar.
Abstract
This paper aims to select a favorable combination of fans and a heat recovery unit for a ventilation system under energetic and economic aspects. The system shall replace an existing but out-dated version.
The state of art was researched and presented, components of highest energy efficiency pointed out. In order to find a combination of these components that performs at a possibly low consumption of energy, a preselection was made using suitable parameters.
The preferred devices were evaluated energetically using the method of „ventilation degree hours“ with consideration to the user’s behavior. By converting the values of different forms of energy into aeeumulated energy expenditure (Gcr. abbrv. KEA), the device constellation which allows the highest potential for energy saving became visible.
Eventually an economic evaluation was undertaken, using the Net present value method. Rising energy prices were taken into account. Thus a relation between energetic and financial efficiency is apparent.
Nomenklatur (Auswahl)
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abkürzungsverzeichnis
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abbildungsverzeichnis
1.1 Wclt-Primärcncrgic-vcrbrauch [13], Stand .Juli 2013
1.2 Primäxcncrgicvcrbrauch Deutschlands [3]
1.3 Anteile Primärenergieträger in Deutschland [3]
2.1 Schema des bestehenden Lüftungsgerätes
2.2 Schema des neuen Lüftungsgerätes
3.1 „Bilanzierung der ‘Gewinne durch Leistungssteigerung und weniger Krankheitstage“ in Abhängigkeit von der personenbezogenen Außcnluftratc gegenüber den energetischen Aufwendungen zum erreichen der jeweiligen IDA-Raumklasse und den Kapitalküsten der Lüftungsanlage“, entnommen aus [19]
4.1 Rotationswärmeübertrager, entnommen aus [4]
4.2 Bauarten von Ventilatoren (von links): axial, radial und halbaxial, aus: [5] ...
4.3 Schaufclformcn von Radial-Laufrädcrn (von links): Vorwärts gekrümmt, rückwärts gekrümmt oder radial endend, aus: [5]
4.4 Freiläufer, entnommen aus [5]
4.5 Bauarten von Axialvcntilatorcn (von links): Ohne Leitrad, entnommen aus [5]; mit Naehlcitrad, aus [5]; Gegenläufer, aus [22]
5.1 Berechnung der Rückwärmzahlcn, entnommen aus [19]
5.2 Klimazone 13 (Passau), alle Tage unabhängig von der Bewölkung; entnommen aus [8]
6.1 Einsparung an kumuliertem Energiebedarf und Kapitalwert
1 Einleitung
1.1 Kontext der Arbeit
Bedeutung von Energieeffizienz allgemein
Wir schon heute weltweit einen exponentiellen Anstieg des Verbrauchs an Energie (Abb. 1.1). Auch wenn dieser in Deutschland während der letzten .Jahre leicht sinkt (Abb. 1.2), steigt der Energiebedarf von Ländern bedeutender Größenordnung wie Indien und China, deren Industrialisierung gerade erst richtig in Gang kommt, enorm.
Gleichzeitig werden fossile Energieträger immer knapper, und nachdem die Katastrophe von Fukushima das Risiko der Kernkraftnutzung überdeutlich in Erinnerung gerufen hat, ist der Atomausstieg Deutschlands zum .Jahre 2022 beschlossenen. Jedoch decken konventionelle Energieträger, d.h. Steinkohle, Braunkohle, Mineralöl, Erdgas und Kernenergie derzeit ea. 88% des Endcncrgicvcrbrauehcs in Deutschland (Abb. 1.3).
Ganz besonders beim Erdöl, welches etwa 33 % der deutschen Energieversorgung ausmacht, und das zu über 97%. importiert wird, wird cs eng: Es „wird je nach Prognose [...] davon ausgegangen, dass schon in knapp 30 bis 50 .Jahren keine ausreichenden Ressourcen mehr zur Verfügung stehen könnten“. [18] Dabei geht cs nicht nur um das „Ende“ vom Öl, sondern viel mehr um die sinkenden Fördcrgcsehwindigkcitcn an den einzelnen Ölfcldcrn nach dem Erreichen eines globalen Fördermaximums, „Peak Oil“ genannt.
Der Aufwand zur Ölförderung steigt und cs werden Umweltbelastung und die Zerstörung von Naturräumen in Kauf genommen. Dabei erhöht sieh die Gefahr von Verteilungskämpfen und
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abb. 1.1: Welt-Primärenergie verbrauch [13], Stand Juli 2013
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abb. 1.2: Primarenergie verbrauch1 Deutschlands [3]
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abb. 1.3: Anteile Primärenergieträger in Deutschland [3]
auch wird fraglich, wie lange der Mensch selbst noch Teil des ökologischen Gleichgewichtes ist, das er hier verschiebt.
Folglich ist jede Mühe, Energie erneuerbar bereitzustellen oder einzusparen, von größter Bedeutung. Bei der Energieeinsparung werden zusätzlich Verluste aus Übertragung und Umwandlung vermieden. Der wirtschaftliche und politische Druck, der durch die Verknappung der Ressourcen entsteht, wird durch einen geringeren Bedarf an dieser Ressource gemindert. Für Deutschland ist dies also eine Chance, die eigene Autonomie zu stärken, einen Beitrag zum internationalen Frieden und zur Erhaltung unseres Lebensraumes Erde zu leisten, sowie die Bewohner anderer Staaten zur Nachahmung zu inspirieren.
Bedeutung von Energieeffizienz bei Gebäuden in Deutschland
Um möglichst effizient und machbar Energie einsparen zu können, stellt sich natürlich die Frage, wo hier die wirksamsten Hebel, also die größten Potentiale zur Energieeinsparung liegen. Laut [20] (Stand 2006) werden 29% der deutschen Endenergie im Haushaltssektor, 16%. im Bereich „Gewerbe, Handel und Dienstleistungen“ (GHD) verbraucht. Innerhalb der Haushalte wird diese Energie zu 76%. für Raumwärme aufgewendet, und zu 13% für die Warmwasserbereitung. Zusammen also 89%. Wenn man davon ausgeht, dass sich der Verbrauch im Bereich GHD in ähnlicher Weise aufteilt, so beziehen diese beiden Sektoren zusammen ca. 45%. der Endenergie, die, multipliziert mit o.g. 89%. der Wärmeanteile, 40% des gesamten Endenergieverbrauches in Deutschland ausmachen.
Der flächenbezogene Heizenergieverbrauch eines Passivhauses liegt im Vergleich zu dem eines durchschnittlichen Gebäudes im Bestand bei etwa nur 10%. Dabei verursacht der Altbaubestand bis zu 95% des Energieverbrauches aller Gebäude in Deutschland (Stand 1999). [14] Die maximal mögliche Energieeinsparung von Endenergie in Deutschland für den Fall, dass man sämtliche Gebäude auf Passivhaus-Standard Umrüsten würde, beträgt damit rund 40% · [1 - (0, 05 + 0, 95 · 0,1)] w 34%.
Durch den geltenden Bestandsschutz verzögert sich die Realisierung dieses Einsparpotentials jedoch. Auch ein heute neu aufgestelltes Gebäude wird absehbar in den nächsten .Jahrzehnten kaum energetisch saniert werden. Darum empfiehlt cs sieh, höhere Standards so früh wie möglich zu erforschen und anzuwenden. So z.B. das Nullenergiehaus oder das energieautarke Haus. Hersteller werben hier bereits mit der Überschrift „83% besser als ein Passivhaus“. [2]
1.2 Ziel der Arbeit
Da die Energieeinsparung im Gebäudebestand offensichtlich einen der wirksamsten Hebel darsi eilt, und sieh die Energiewende lctztcndlieh nur Gebäude für Gebäude verwirkliehen lässt, soll diese Arbeit die energetische Sanierung eines konkreten Gebäudes unterstützen. Es handelt sieh um die Schalterhalle eines Bankgebäudes, die durch verschiedene Maßnahmen modernisiert wird. Eine dieser Maßnahmen ist der Ersatz des bestehenden Lüftungsgerätes gegen ein Neues.
Die vorliegende Arbeit vergleicht für dieses Gerät verschiedene Alternativen für Ventilatoren und Wärmcrückgcwinncr hinsichtlich Encrgiccffizicnz und Wirtschaftlichkeit. Außerdem wird die Bestandsanlage mit diesen Alternativen verglichen um zu zeigen, inwiefern sieh die Investition zur Erneuerung des Gerätes lohnt und um festzustellen, wie stark sieh dessen Energiebedarf durch diese Maßnahme senken lässt.
Die Hauptfragen der Arbeit lassen sieh damit wie folgt zusammenfassen:
- Welcher Ventilator spart am vorliegenden Gebäude die meiste Energie? Welcher ist am wirtschaftlichsten?
- Welches Gerät zur Wärmerückgewinnung ermöglicht die größte Energieeinsparung und Kostensenkung?
- Wie groß ist die Kosten- und Energieeinsparung gegenüber der Bestandsanlage?
1.3 Haftungsausschluss
Es wurden technische und wirtschaftliche Daten realer Geräte verwendet, die von deren Herstellern erfragt wurden. Zum Selbstschutz des Autors sind diese Hersteller hier jedoch nicht erwähnt, und die Bezeichnungen der Geräte wurden abgewandelt, auch wenn cs Zustimmungen seitens der Hersteller gab, diese mit zu veröffentlichen. Andere Daten sind geschätzt, durch Extrapolation ermittelt oder anhand von Normen angenommen.
Es wird keinerlei Haftung für die Richtigkeit der Daten übernommen, auch nicht für die aus ihnen gewonnenen Schlussfolgerungen und Vergleiche.
2 Bestandsaufnahme der Lüftungstechnik für die Schalterhalle
In diesem Kapitel sind die im Weiteren relevanten Daten des bestehenden Lüftungsgerätes, der Schalterhalle sowie des Kanalnetzes zusammengefasst.
2.1 Bestand
Es handelt sieh um ein Bankgebäude, welches mitsamt der bestehenden Lüftungsanlage im Jahr 1976 errichtet wurde. In der vorliegenden Arbeit wird nur der Anteil des Gebäudes betrachtet, welcher von der Lüftungsanlage versorgt wird. Dies ist die Schalterhalle im Erdgeschoss. Die Geschossdecke ist zum ersten Obergeschoss hin auf ca. 105 m2 geöffnet, sodass der Kcrnbcrcich dieser Etage mit durch die betrachtete Anlage versorgt wird. Insgesamt ergibt sich daraus eine Nutzfläche von 700 m2 und ein Raumvolumen von 2471 m3.
Das bestehende Lüftungsgerät befindet sieh im zweiten Untergeschoss und ist für einen ZuluftVolumenstrom von 15.000 m3/h ausgelegt, wobei je 7.500 m3/h aus Außen- und 7.500 m3/h aus Umluft zugeführt werden. Im Einsatz sind dabei drei Ventilatoren und weitere Komponenten (siche Abbildung 2.1).
Es gibt also keine Wärmerückgewinnung und der Zuluftvcntilator arbeitet seit der Demontage des Luftbefeuchters außerhalb seines Betriebspunktes. Die technischen Daten der Ventilatoren finden sieh in Tabelle (2.1), wobei der Um- und der Fortluft ventilator in ihren Auslegungsdaten gleich sind:
Tab. 2.1: Technische Daten der Ventilatoren im Bestand
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abb. 2.1: Schema des bestehenden Lüftungsgerätes
2.2 Neue Raum- und Funktionsteilung
Die Schalterhalle wird zur Zeit baulich verändert. Bisher handelte cs sieh dabei um eine einzige große Halle, an deren Seiten ein paar Bcratcrtisehc und Schalter aufgestellt waren. Nun werden Trennwände gesetzt und damit 9 Beraterräume mit je rund 10 m2 und ein Konferenzraum mit ca. 22 m2 Nutzfläche abgeteilt. In der Mitte der Halle ist ein Infopunkt auf 16 m2 Fläche vorgesehen, der ebenfalls vom unmittelbaren Luftraum der Schalterhalle getrennt ist. Die lichte Raumhöhe dieser Räume im Erdgeschoss beträgt 2,73 m. Ein neues Kanalnetz zur Luftversorgung wird so ausgelegt, dass jeder dieser Räume sowie die Schalterhalle einzeln versorgt werden.
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abb. 2.2: Schema des neuen Lüftungsgerätes
Die Abführung der Wärmelasten im Sommer wird nach dem Umbau durch Kühldecken übernommen, die Hauptlast der Wärmebereitstellung im Winter erfolgt weiterhin per Zentralheizung. Somit hat die Lüftungsanlage primär keine heizende oder kühlende Funktion und kann nach dem benötigten Mindestluftwechsel bzw. nach einem gesunden Maß an Atemluft ausgelegt werden. Ein Umluftanteil ist deshalb für die neue Anlage auch nicht mehr vorgesehen. Ebenso soll eine Befeuchtungsanlage entfallen. Abbildung 2.2 zeigt das Schema des neuen Lüftungsgerätes.
3 Randbedingungen für die Auslegung des neuen Lüftungsgerätes
3.1 Sachzwänge
Das neue Lüftungsgerät soll im selben Raum aufgestellt werden, in dem zur Zeit noch die Bestandsanlage steht. Die dort durch die Wände geführten Luftkanäle sollen weiterhin genutzt werden. Folglich sind die Luftmengen, für die diese Kanalqucrschnittc ausgelegt sind, nicht zu überschreiten:
- maximal 15.000 m3/h für Zuluft
- maximal 7.500 m3/h für Fortluft
- maximal 7.500 m3/h für Umluft
Außerdem darf das Lüftungsgerät folgende Raummaße nicht überschreiten: 5, 50 m x 3, 00 m x 2, 80 m (Länge x Breite x Höhe).
3.2 Nutzung und Regelung
Die Belegung der einzelnen Räume ist Tabelle 3.1 in Kapitel 3.3 zu entnehmen. Der Luftvolumenstrom für die Beraterräume wird dabei für drei Personen nach IDA 2 ausgelegt, sodass der höhere Luftstrom pro Person bei Pcrsoncnanzahlcn unterhalb der Maximalbelegung die Luftciualität, und damit die Gesundheit und Produktivität der Mitarbeiter, steigern kann.
Eine Regelung des Luftstromes am Klimagerät ist deshalb nicht vorgesehen. Dies vermeidet außerdem eine Anzahl an Meß-, Regel- und Stellgliedern in den einzelnen Räumen und damit Investitionskosten sowie Funktionsstörungen. Die Luftmenge für die Beraterräume soll manuell durch lokale Drosselung an den Lufteinlässen regelbar sein.
Das heißt, dass die Lüftungsanlage während der Öffnungszeiten läuft und außerhalb der Öffnungszeiten abgcsehaltct wird. Diese Öffnungszeiten sind: Montag bis Freitag von 8 bis 12 Uhr, Montags und Donnerstags von 14 bis 18 Uhr, Dienstags und Freitags von 14 bis 16 Uhr.
Daraus ergibt sieh in der Summe eine Gesamtstundenzahl von 32 Stunden pro Woche und eine durchschnittliche Stundenzahl von 6,4 Stunden pro Tag. Da am Aufstellungsort der Anlage, in Bayern, das Durchschnittsjahr 248 Arbeitstage besitzt, kann mit τα = 1587,2 Betriebsstunden pro .Jahr gerechnet werden, in denen die Ventilatoren auf Volllast laufen.
Die Solltemperatur wurde auf 21°C ganzjährig festgelegt.
3.3 Luftmenge
Der durch das Lüftungsgerät zu liefernde Luftvolumenstrom lässt sieh auf mehreren Wegen bestimmen. Zum einen kann man ihn anhand der notwendigen Wärmcabfuhr berechnen, was im vorliegenden Fall jedoch nicht sinnvoll ist, da die Kühlung durch Kühldeeken übernommen wird. Zum anderen lässt sieh der Luftwechsel danach bemessen, welche Menge eines bestimmten Geruchs- oder Schadstoffes, hauptsächlich des CO2, aus dem Raum abgeführt werden muss um eine bestimmte, gesundheitsschädigende Konzentration nicht zu überschreiten. Hierfür sind hygienisch notwendige Mindcstluftwcehscl definiert.
Diese Mindcstluftwcehscl finden auch in der Klassifizierung nach IDA (für Indoor Air) Beachtung, wie sic in DIN EN 13779 [9] beschrieben sind. Die höheren Klassen dort beachten nicht nur den Mindestdurchsatz an Luft den ein Mensch braucht, um nicht unmittelbar an Kopfschmerzen und Konzentrationsstörungen zu leiden. Sic bieten auch höhere Luftwcehsclratcn an, die der längerfristigen Gesundheit und dem Wohlbefinden der Nutzer dienen. Um neben dem menschlichen Nutzen auch den wirtschaftlichen Nutzen einer gesteigerten Raumluftquali- tat. aulzuzeigen, definiert Hecker in [19] zusätzlich zu den bestehenden Klassen IDA 1 bis IDA 4 eine fiktive Klasse IDA 1 — , und folgert aus verschiedenen Studien dass der Produktivitätsgewinn bei einer höheren Raumluftklasse die Mehrkosten durch Lüftung deutlich übersteigt (Abb.3.1).
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abb. 3.1: „Bilanzierung der 'Gewinne durch Leistungssteigerung und weniger Krankheitstage' in Abhängigkeit, von der personenbezogenen Außenluftrate gegenüber den energetischen Aufwendungen zum erreichen der jeweiligen IDA-Raumklasse und den Kapitalkosten der Lüftungsanlage“, entnommen aus [19]
Für den Außenluftstrom der Beraterräume bei Maximalbelegung soll der Standardwert der IDA 2 für den Niclitrauclierbereicli zugrunde gelegt werden. Dadurch wird ein Berater, während er allein im Büro arbeitet bereits annähernd nach IDA 1 — , und bei der Arbeit mit nur einem Kunden nach IDA 1, mit Luft versorgt. Für die Schalterhalle, in der sich Menschen eher flüchtig auflialten, wird ebenfalls die Klasse IDA 2 angewendet. Diese auf die Anzahl der Personen bezogenen Standardwerte sind nach DIN EN 13779 [9] 20 l/(s · Person) für IDA 1, was 72 m3/(h · Person) entspricht. Für IDA 2 sind es 12,5 l/(s · Person), entsprechend 45 m3/(h · Person). In Tabelle 3.1 werden die Standardwerte mit den vorhersehbaren Personenanzahlen multipliziert und durch den Luftaustauschwirkungsgrad ηι dividiert, sodass sich für jeden Raum ein Volumenstrom ergibt. Deren Summe ist der Gesamtvolumenstrom von 3300 m3/h, den das Lüftungsgerät liefern muss. Der Luftaustauschwirkungsgrad ergibt sich aus der nicht idealen Einbringung der Luft in die jeweilige Aufenthaltszone.
Tab. 3.1: Berechnung des zu liefernden Gcsamtvolumcnstomcs
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
3.4 Drucksprung
Der Druckverlust für den Zuluftventilator setzt sich aus der internen und der externen Pressung zusammen. Die externe Pressung beinhaltet den statischen Druckverlust im Kanalnetz, sowie einen dynamischen Druckanteil, der für die Bewegung der Luft aufgebracht werden muss. Diese externe Pressung wurde mit 400 Pa vorgegeben, die sich bei einer Luftgeschwindigkeit von 4, 5 m/s im Kanalquerschnitt einstellen soll.
Die interne Pressung betrifft den Druckverlust innerhalb des Lüftungsgerätes, und er ist somit von dessen Aufbau und einzelnen Komponenten abhängig. Um die interne Pressung abschätzen zu können, müssen also der grundlegende Aufbau des Lüftungsgerätes sowie die ungefähren
Druckvcrlustc der Einzclkomponcntcn bekannt sein. Zu diesem Zweck wurde in Kapitel 2.2 das Schema für das neue Lüftungsgerät dargestellt.
Tabelle 3.2 zeigt die ungefähren Druckvcrlustc der Einzelkomponenten nach DIN EN 13779 [9]. In Summe mit der externen Pressung ergibt sieh die geforderte Totaldruekcrhöhung des Ventilators. Sicherheitshalber wurde leicht aufgerundet und die Auswahl der Ventilatoren auf einen Drucksprung von 1150 Pa orientiert.
Tab. 3.2: Abschätzung des benötigten Drucksprungs (Werte DIN EN 13779 [9] entnommen)
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Auch der Fortluftvcntilator muss erneuert werden, da durch die WRG ein neuer Druckvcrlust von bis zu 300 Pa hinzu kommt. Wird auch hier eine externe Pressung von 400 Pa angenommen, so ist der Gesamtdrucksprung für den Fortluftvcntilator 700 Pa.
Beide Werte werden nach der Auswahl der WRG für die jeweilige Gcrätckonstcllation nochmals genauer berechnet (s.Tabelle 6.3).
[...]
- Quote paper
- Martin Schorcht (Author), 2013, Energetische Bewertung einer Lüftungsanlage, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/265256
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