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Grundlegendes zur Ökodesign-Richtlinie

Mit der Ökodesign-Richtlinie ErP 2009/125/EG – ErP steht für Energy related Products (= energieverbrauchsrelevante Produkte) – soll innerhalb der Europäischen Union ein einheitlicher Rahmen geschaffen werden, um die Anforderungen an die umweltgerechte Gestaltung von Produkten festzulegen. Ziel ist es, bis 2020 die Primärenergie und die CO₂-Emissionen um jeweils 20 % zu reduzieren sowie den Anteil an Erneuerbaren Energien auf 20 % zu steigern (Bezugsjahr ist 1990). Für das Jahr 2030 liegen diese Werte bei 30, 40 sowie 27 %.

Vor diesem Hintergrund wurden sämtliche energieverbrauchsrelevanten Produkte in sogenannte Lose unterteilt, die die spezifischen Ökodesign-Anforderungen an die jeweilige Produktgruppe festlegen. Das Ergebnis sind 31 durchnummerierte Lose sowie sieben Lose ohne fortlaufende Nummer. Hierbei geht es in erster Linie um relevante Umweltaspekte wie einen niedrigeren Energie- und Ressourcenverbrauch und Reduzierung der Schadstoffkonzentrationen. Bei der Produktentwicklung stehen die Steigerung der Energieeffi­zienz und die Verringerung des Energieverbrauches im Fokus.

Als Grundlage für die Anforderungen dienen produktbereichsspezifische Vorbereitungsstudien verschiedener europäischer Forschungs­institute und Fachgremien. Die Ergebnisse und Schlussfolgerungen wurden schließlich in der von der EU-Kommission für alle Mitgliedstaaten verbindlich umzusetzenden und einzuhaltenden EU-Verordnungen Nr. 1253/2014 festgeschrieben.

Eine EU-Verordnung ist ein Rechtsakt, der direkt und automatisch in allen Mitgliedstaaten gültig ist!

Die Einhaltung dieser Anforderungen wird durch die CE-Kennzeichnung gewährleistet, eine gesonderte Zertifizierung ist nicht geplant. Darüber hinaus muss der Hersteller in den technischen Unterlagen des Produkts sowie auf seiner Webseite die Einhaltung hinreichend dokumentieren.

Wenn mehrere Verordnungen auf ein Produkt zutreffen, müssen diese parallel erfüllt werden, auch wenn sie ansonsten unabhängig voneinander sind. So sind bei RLT-Anlagen neben den Verordnungen für Lüftungsanlagen bei Inverkehrbringen oder Inbetriebnahme auch die Verordnungen für Ventilatoren und Motoren einzuhalten.

Den Ventilatoren, als größte Stromverbraucher und Herz jeder RLT-Anlage, sollte im Bezug auf die ErP-Anforderungen besondere Aufmerksamkeit geschenkt werden. Deshalb wird im Folgenden zuerst auf die für RLT-Anlagen relevanten Aspekte aus diesen beiden EU-Verordnungen eingegangen, bevor die konkrete Verordnung für Lüftungsgeräte thematisiert wird.

Kriterien für Motoren

Die Verordnung (EG) 640/2009 legt die Anforderungen an die umweltgerechte Gestaltung von Elektromotoren fest. Darunter fallen eintourige Dreiphasen-50-Hz- oder -50-/60-Hz-Käfigläufer-Induktionsmotore mit folgenden Eigenschaften:

Ausgenom men sind Motoren:

So sind nach Ökodesign-Richtlinie bereits seit dem 16. Juni 2011 lediglich Motoren zulässig, die dem Effizienzniveau IE2 entsprechen, also eine Nenn-Mindesteffizienz von über 94 % im Betrieb erfüllen. Ab dem 1. Januar 2016 wird die nötige Effizienz bei Motoren mit mehr als 7,5 kW Leistung auf den Standard IE3 oder IE2 mit Leistungsregelung angehoben. Ab dem 1. Januar 2017 gelten diese hohen Anforderungen dann auch für Motoren im kleinen Leistungsbereich.

Kriterien für Ventilatoren

Eine ähnlich gestaltete Verordnung findet sich mit (EU) 327/2011 auch für die umweltgerechte Gestaltung von Ventilatoren, die durch Motoren mit einer elektrischen Eingangsleistung von 125 W bis 500 kW betrieben werden und dessen Arbeit pro Masseeinheit 25 kJ/kg nicht übersteigt.

Dies gilt für Axial-, Radial-, Querstrom- und Diagonalventilatoren sowie explizit auch für Ventilatoren, die in andere energieverbrauchsrelevante Produkte installiert sind. Hierbei wird der Wirkungsgrad des kompletten Ventilatorsystems bestehend aus Regelungstechnik, Motor und Laufrad einschließlich Düse betrachtet, wobei beim Laufrad nur das Energieeffizienz­optimum und nicht der tatsächliche Betriebspunkt berücksichtigt wird. Die Verschärfung der Effizienzanforderungen erfolgte hier bereits in zwei Schritten zum 1. Januar 2013 sowie zum 1. Januar 2015. Allerdings gibt es eine Vielzahl an Ausnahmen. Die Verordnung gilt u. a. nicht für Ventilatoren, wenn folgende Bedingungen vorliegen:

Zusammenfassend sind dies Ventilatoren, die zu Schutzzwecken eingebaut wurden und außerhalb festgelegter Temperaturbereiche liegen.

Kriterien
für Lüftungsgeräte

Übergeordnet zu den beiden Verordnungen für Motoren und Ventilatoren ist bei der Erfüllung der Ökodesign-Richtlinie für RLT-Anlagen auch die Verordnung (EU) 1253/2014 für Lüftungsgeräte zu berücksichtigen.

In diesem Beitrag wird der Schwerpunkt auf Nichtwohnraum-Lüftungsgeräte gelegt, die hauptsächlich mit Strom betrieben werden. Diese sind definiert durch einen Volumenstrom von mehr als 250 m³/h sowie – bei Werten zwischen 250 und 1.000 m³/h durch eine Festlegung und Erklärung des Herstellers, dass die Anlage nicht ausschließlich zur Wohnraumlüftung geeignet ist (Tabelle 1).

Ausgenommen sind:

Allgemein formuliert bedeutet das: Betroffen sind Lüftungsgeräte, deren Hauptfunktion der Luftaustausch zum Schutz von Gesundheit und Bausubstanz ist.

Diese Geräte sollten laut EU-Verordnung in Bezug auf ihren Energieverbrauch im laufenden Betrieb schrittweise umweltfreundlicher gestaltet werden. Dabei begann die Übergangsfrist bereits im 1. Quartal 2014, strengere Grenzwerte gelten jeweils seit dem 1. Januar 2016 sowie ab dem 1. Januar 2018. Das Einhalten der Grenzwerte wird durch das CE-Zeichen und durch eine EG-Konformitätserklärung gewährleistet. Dabei handelt es sich um eine Eigenerklärung des Hersteller, die bestätigt, dass die Produkte mit den Anforderungen übereinstimmen.Zusätzlich werden – wie es die Verordnung fordert – Messungen und Berechnungen durchgeführt. Zur Marktüberwachung werden einzelne Geräte durch autorisierte Stellen überprüft und deren Effizienz ausgewertet. Hierfür sind detaillierte Kriterien festgelegt.

Wichtige Unterscheidung

Unterschieden wird bei den Effizienzkriterien für Nichtwohnraum-Lüftungsgeräte zwischen Ein-Richtungs- und Zwei-Richtungs-Lüftungsanlagen (Tabelle 2). Eine Ein-Richtungs-Lüftungsanlage ist eine reine Zu- oder Abluftanlage (einfach wirkend), bei der ein mechanisch erzeugter Luftstrom durch einen natürlichen (Nachströmung oder Überströmung) ausgeglichen wird. Diese Produkte müssen laut Ökodesign-Richtlinie ab 2016 drehzahlgeregelt betrieben werden bzw. sie müssen über einen Mehrstufenantrieb verfügen. Auf diese Weise wird eine exakte Anpassung der Leistung an den tatsächlichen Bedarf gewährleistet. Darüber hinaus müssen sie, je nach elektrischer Leistung über oder unter 30 kW, eine statische Mindestventilatoreffizienz im Betriebspunkt unter Berücksichtigung von Laufrad, Antrieb, Motor und Regelung einhalten. Ist ein Filter vorhanden, muss darüber hinaus ein vorgegebener SFP_int eingehalten werden. Er gibt mit der maximalen, internen, spezifischen Ventilatorleistung das Verhältnis zwischen dem inneren Druckabfall im Lüftungsgehäuse und der Ventilatoreffizienz an.

Bei Zwei-Richtungs-Lüftungsanlagen handelt es sich hingegen um Geräte, die über ein Zu- und Abluftgebläse (zweifach wirkend) verfügen. Ab 2016 müssen diese ebenfalls über eine Drehzahlregelung bzw. einen Mehrstufenantrieb sowie zwingend über ein Wärmerückgewinnungssystem verfügen. Eine definierte SFP_int-Vorgabe ist auch hier einzuhalten. Wenn ein oder beide Filter der Bezugskonfiguration fehlen, sinkt der Grenzwert des SFP_int.

Einzelheiten des SFP_int

Die interne spezifische Ventilatorleistung ist der Anteil des elektrischen Leistungsbedarfs pro m³/s, der benötigt wird, um die Luftmenge durch die Wärmerückgewinnung und deren zugehörige Filter befördern zu können. Dabei werden die Druckverluste bei Nennluftmenge im Betriebspunkt der trockenen Wärmerückgewinnung und der sauberenFilter sowie der statische Wirkungsgrad des Ventilators inklusive Antrieb und Regelung ermittelt. Der SFP_int wird für jeden Luftstrom einzeln berechnet und addiert. Die Summe darf die Grenzwertvorgaben (Berechnung gemäß Tabellen 3 und 4) nicht überschreiten!

Einzelheiten zum η_t

In jedem Fall aber besteht eine Pflicht zur Wärmerückgewinnung unter Vorgabe des thermischen Übertragungsgrades η_t. Dieser gibt das Verhältnis zwischen dem Anstieg der Zulufttemperatur sowie dem Rückgang der Fortlufttemperatur jeweils in Bezug auf die Außentemperatur an. Gemessen wird dieser Wert bei trockenen Bedingungen mit ausgeglichenem Massenstrom und bei Normbedingungen +5 °C/+25 °C (bei jeweils trockenen Bedingungen) nach DIN EN 308, ohne dass die Wärme der Ventilatormotoren oder die durch Leckagen entstehende Wärme berücksichtigt wird

Auch hier wird zwischen Kreislaufverbundsystemen (Tabelle 5) und anderen Wärmerückgewinnungssystemen unterschieden. So gilt ab 2016 für Kreislaufverbundsysteme ein trockener Wirkungsrad von mindestens 63 %, für alle anderen einer von 67 %.

Ist der Wirkungsgrad η_t höher als von der Verordnung gefordert, wird ein Effizienzbonus auf den SFP_int gewährt – d. h. es darf je zusätzlichem Prozentpunkt Wirkungsgrad 30 W/(m³/s) (Kompensationswert „E“ in den Tabellen 4 und 5) mehr Strom verbraucht werden. Darüber hinaus fordert die Verordnung für alle Wärmerückgewinnungssysteme einen Bypass oder eine Leistungsregelung.

Ab 2018 gelten dann noch strengere Effizienzkriterien mit einem Mindestwirkungsgrad von 68 % bei Kreislaufverbund­sys­te­men und mindestens 73 % bei allen anderen Wärmerückgewinnungssystemen.

Zusätzliche muss die RLT-Anlage – wenn sie über Filter verfügt – mit einer optischen oder akustischen Anzeige versehen sein, die meldet, wenn der Druckabfall an den Filtern den Maximalwert überschreitet.

Auf Nummer sicher gehen

Die einzuhaltenden Ökodesign-Anforderungen für RLT-Anlagen sind vielschichtig. Zur Anwendung kommt nicht nur die Verordnung für Lüftungsgeräte, sondern auch die für Motoren und Ventilatoren. Partner von Qualitätsanbietern wie beispielsweise Wolf Anlagen-Technik Geisenfeld können sich bei der Konzep­tion und Umsetzung von raumlufttechnischen Anlagen auf qualitativ hochwertige Produkte unter Einhaltung aller relevanten Normen und Vorschriften verlassen.