Komplexe RLT-Geräte

Richtlinien und Effizienzkennzahlen

Dazu hatte der Herstellerverband Raumlufttechnische Geräte e.V. bereits früh mit der RLT-Richtlinie 01 Zertifizierungsverfahren und Effizienzlabel für RLT-Geräte eingeführt, die Kriterien beschreiben, die mit einem angemessenen Aufwand geprüft werden können. Dabei werden auch die Daten der zugelieferten Komponenten wie u.a. Ventilatoren und  Wärmerückgewinnung überprüft, und für deren Einbau in ein RLT-Gerät geeignete Korrekturfaktoren vorgeschrieben. Der Herstellerverband RLT-Geräte e.V. hat sein Zertifizierungsprogramm inzwischen überarbeitet und an die Anforderungen der Ökodesign-Richtlinie angepasst.

Seit Januar 2016 kommen mit der Ökodesign-Richtlinie EU 1253/2014 für RLT-Geräte neue Herausforderungen auf die Hersteller zu. Obwohl mit den bestehenden Energieeffizienzkriterien des Herstellerverbandes gemäß der Richtlinie 01 jedes RLT-Gerät komplett energetisch bewertet werden kann, führt die Richtlinie EU 1253/2014 neue Effizienzkennzahlen ein, zum Beispiel den SFP_int-Wert (Specific Fan Power = spezifische Ventilatorleistung in W/(m³/s)).

Im Rahmen der Ökodesign-Richtlinie 1253/2014 müssen RLT-Geräte in zwei Schritten seit dem 1. Januar 2016 und verschärft ab 1. Januar 2018 energieeffizienter werden. Betroffen sind alle RLT-Geräte, die zur Lüftung von Gebäuden dienen. Die Ökodesign-Richtlinie ist ein europäisches Gesetz, welches zusätzlich zu den für RLT-Geräte bestehenden anerkannten Regeln der Technik (Normen wie Richtlinien) eingehalten werden muss. Heute A+ zertifizierte RLT-Geräte werden auch die für 2018 verschärft in Kraft tretende Verordnung erfüllen können.

Die Überprüfung der angegebenen Leistungs- und Effizienzwerte der beispielsweise Ventilatoren- und WRG-Hersteller sind bisher in der Richtlinie RLT-01 geregelt. Die Angaben von Effizienz-Gesamtwerten der RLT-Gerätehersteller können nur dann zuverlässig sein, wenn auch die Basis, also die Angaben zu den zugelieferten Komponenten, korrekt ist. Alle zertifizierten Hersteller von RLT-Geräten sind verpflichtet, für den Einbau z.B. der Ventilatoren, Motor-Teillasten, Lieferklassen und Software-Berechnungsalgorithmen Korrekturwerte zu berücksichtigen. Liegen zertifizierte Grunddaten bereits vor, sind Nachprüfungen unproblematisch. Diese Überprüfungen übernimmt daher ein neutrales Unternehmen wie beispielsweise der TÜV-SÜD, der über große Erfahrung in der Überprüfung von Leistungen und angepasster Software von RLT-Geräte- und Komponentenherstellern verfügt.

Lebenszykluskosten stärker berücksichtigen

Immer noch unterschätzen Investoren, wie gering die Mehrkosten für ein beispielsweise hocheffizientes RLT-Gerät sind, wenn man sie der Ersparnis im Laufe des Gerätelebens einem früheren RLT-Gerät gegenüberstellt. Hier bedarf es noch Aufklärungsarbeit  durch die RLT-Gerätehersteller. Denn die meisten Kosten entfallen auf Energiebeschaffung, Wartung und Reparatur. Die Energiekosten sind dabei der größte Anteil: Rund die Hälfte der „Life Cycle Costs“ einer RLT-Anlage verursacht der Ventilator, ein Viertel geht zu Lasten von Heizen, Kühlen und Befeuchten. Das zeigt die Bedeutung energieeffizienter RLT-Geräte auf.

Modulare Gerätegeneration

Gestützt auf die langjährigen Erfahrungen als Apparatebauer, speziell auf dem Gebiet der Aero- und Thermodynamik wurde bei Klimatec eine neue RLT-Gerätegeneration entwickelt, die den Normen, Richtlinien, aber auch den künftigen Anforderungen des Marktes und den EU-Richtlinien sowie den Richtlinien des Herstellerverbandes entspricht. Grundlage dieser modular aufgestellten Baureihe ist eine verwindungssteife Profilrahmenkonstruktion, die auf einer formschlüssigen Verbindung zwischen Rahmen und Paneelen bei glatten Innenflächen beruht. Basis dieser Baureihe ist eine thermisch entkoppelte Rahmenkonstruktion, die auch auf der Baustelle zusammengebaut werden kann.

Im deutschsprachigen Raum werden seit vielen Jahren hochwertige RLT-Geräte für die Innen-, Außenausführung (wetterfest) sowie Hygienebereich geplant und gefertigt. Die Ausführungsgüte dieser RLT-Geräte bezieht sich im Wesentlichen auf die folgenden fünf Hauptkriterien:

Über den Mindestanforderungen liegende Gehäusekennwerte bedeuten für den Nutzer konkret höhere Effizienzvorteile obwohl die Anforderungen an Komponentenhersteller im Hinblick auf Energieeinsparungen und CO₂-Reduzierungen in der jüngsten Vergangenheit bereits erheblich verschärft wurden und es wohl auch weiterhin werden. Damit sollen die RLT-Anlagen, die RLT-Geräte und als Basis die einzusetzenden Komponenten, wie u.a. Filter, WRG, Schalldämpfer, Wärmetauscher, Befeuchter, Klappen, sowie Ventilatoren einschließlich deren Antriebsmotoren mit höchstmöglicher Wirtschaftlichkeit betrieben werden können.

Geräteausführungen

Um die vielfältigen Konfigurationsmöglichkeiten kurzzeitig ermitteln zu können ist eine RLT-Gerätauslegungssoftware auf der Basis der zahlreichen Einzelkomponenten von größter Bedeutung. In der Ausführung darf die Außenluftansaugung keine Fortluft-, Abgas-, Geruchs-, oder anderer Störquellen aufnehmen. Luftführende Bereiche sind sorgfältig gewählt um keine Stoffe zu emittieren. Wichtig ist neben der bedarfsgerechten RLT-Geräteauswahl u.a. die Einhaltung der Mindesteinbauabstände zwischen den Komponenten zum Zwecke der Wartung. Alle Gerätesektionen sind somit leicht zugänglich, verfügen über die erforderliche Beleuchtung, Bedientüren und Schaugläser. Günstige Strömungsverhältnisse bei Luftanschlüssen und Klappen sind wesentliche Voraussetzungen für ein geordnetes Strömungsprofil. Feuchtigkeitsgefährdete Bauteile erhalten eine Bodenwanne mit Ablauf, wodurch eine vollständige Kondensatabführung sichergestellt wird. Vormontierte Verbindungsstutzen zum Anschluss an das Kanalnetz sind mit vormontiertem Potentialausgleich ausgestattet. Bedienpaneele an der Gerätefront sind generell gut zugänglich. Dabei erfüllen RLT-Gerätekonstruktionen von Herstellern wie Klimatec beispielsweise die einschlägigen korrosions-, schall- und brandschutztechnischen Anforderungen. Alle einzusetzenden Materialien haben den hygienischen und gesundheitlichen Anforderungen zu entsprechen. RLT-Geräte in Außen- und Hygiene-Ausführungen haben zusätzliche, bzw. erhöhte Anforderungen entsprechend ihrem Verwendungszweck zu erfüllen.

Es folgen einige wesentliche Merkmale, die Bestandteile der aktuellen Regelwerke sind:

Dichtungsmaterialien

Alle verwendeten Materialien wurden umfangreich getestet. Sie sind geschlossenporig und vermeiden mikrobakterielles Wachstum, sind desinfektionsmittelbeständig und erlauben eine physikalische und chemische Entkeimung.

Filterkonstruktion

Grundsätzlich ist die Anordnung des Filters nicht unmittelbar nach einem Kühler oder Luftbefeuchter vorzunehmen. Es sind alle Filterstufen mit geprüften Medien – mikrobiell inerte Filtermaterialien – einsetzbar bei Verwendung ausschließlich geschlossenporiger Dichtungsprofile. Mechanisch ausreichend stabile Materialien auch bei Feuchteeinwirkung sind sichergestellt. Der Filteraustausch erfolgt staubluftseitig über die Wartungskammer. Der Einbau der Luftfilter erfolgt ohne mechanische Beanspruchung des Filtermediums unter Zuhilfenahme einer Schnellspannvorrichtung. Eine Filterdifferenzdrucküberwachung erfolgt optisch oder elektrisch bei jeder Filterstufe. Filterangaben je Funktionseinheit gut sichtbar außen am Gerät.

Ventilatoren

Zum Einsatz kommen Ventilatoren, die dem Stand der Technik aufgrund aktualisierter Richtlinien entsprechen. Seit Jahren werden Freiläufer in RLT-Geräten eingesetzt. Neu ist bei Klimatec der alternative Einsatz von Hochleistungsaxialventilatoren, die mit EC-Motoren und Frequenzumformern sehr hohe Systemwirkungsgrade (ErP-Werte) erreichen, Luftmenge bis über 200.000 m³/h bei Drücken bis über 3.000 Pa und Wirkungsgraden bis 92 %. Sie ermöglichen weitere Vorteile durch deren Platzierung im RLT-Gerät und/oder schalltechnische Ummantelung des Diffusors. Eine weitere energetische Variante mit diesem Ventilatorsystem bietet sich mit dem Einsatz in Form von Fanwalls an

Luftbefeuchter

Es werden alle Befeuchtungssysteme angeboten. Bedeutsam ist bei allen Befeuchtersystemen eine eingebaute Abschaltautomatik, bei der die gesamte Befeuchterkammer trocken gefahren wird. Tropfenabscheider sind reinig-, auszieh- und zerlegbar in desinfektionsmittelbeständiger, schwer entflammbarer Ausführung. Die Anströmgeschwindigkeit der Tropfenabscheider wird im gesicherten Bereich ausgelegt, so dass kein Wasser durchschlagen kann. Die Materialwahl ist entsprechend nicht rostend und ebenso nicht verstoffwechselbar und bietet so keinen Ansatz für biologische Probleme. Es werden ausschließlich baumustergeprüfte Standard-Befeuchtereinheiten eingesetzt.

Schalldämpfer

Die Schalldämpfer sind in der Regel im RLT-Gerät angeordnet anstatt in unzugänglichen Luftkanälen. Das Absorptionsmaterial der Kulissen ist gegen mechanische Beschädigung geschützt. Die Vermeidung einer Faserfreisetzung der Kulissen ist damit ausgeschlossen. Das Material der Oberfläche ist abriebfest und wasserabweisend. Der Ausbau einzelner Kulissen ist per Handgriff ohne Lösen von Schraubverbindungen möglich. Dazu sind Einbauschienen zur Kulissenreinigung erforderlich

Wärmetauscher

Alle Gerätesektionen Erhitzer und Kühler sind zum Zweck der Inspektion und Reinigung gut zugänglich (je nach Größe ausziehbar bzw. begehbar). Die Rahmenteile der Kühler sind besonders korrosionsgeschützt. Die Lamellenabstände sind >2,0 mm und können nachweislich mittels Dampfstrahler bis in den Kern gereinigt werden. 

Kondensatabläufe an der tiefsten Stelle der Auffangwanne gewährleisten eine kontinuierliche und vollständige Entleerung. Die Installation eines serienmäßigen Tropfenabscheiders nach dem Kühler ist ausziehbar und zerlegbar. Die durchgehende Isolierung der Rohrdurchführungen durch das Paneel vermeidet das Auftreten von Kondenswasser. Erhitzer und Kühler sind mit den unterschiedlichsten Medien entsprechend der zu wählenden Materialwahl zu betreiben.

Hocheffiziente Wärmerückgewinnung

Alle effizienten WRG-Systeme kommen entsprechend ihren Einsatzvoraussetzungen zum Einsatz: Rotationswärmetauscher, Plattenwärmeübertrager und Hochleistungs-KV-Systeme mit der Möglichkeit externer Wärme- und Kälteeinspeisung.

Sonderlösungen

Kühlung im Sommer kann z.B. alternativ mittels eines hocheffizienten Wärmerückgewinnungssystems ohne Kompressionskälte erzeugt werden. Die adiabate Kühlung wird erreicht, indem ein feiner Wasserfilm auf der Abluftseite auf das hydrophil beschichtete Wärmetauscherpaket aufgesprüht wird. Durch die Verdunstung wird dem Trennmaterial abluftseitig direkt die Verdunstungswärme entzogen und somit die Zuluft stark gekühlt.

Integrierte Regelung

Eine nutzer- und somit energieoptimierte integrierte MSR-Technik bietet vielfältige Kommunikationsmöglichkeiten und setzt somit voraus, dass alle Unternehmen, die an der Planung und Umsetzung der RLT-Anlage beteiligt sind, miteinbezogen werden müssen. So haben Nutzer durch ihr Verhalten direkten Einfluss auf den Energiekonsum und Betreiber können durch bedarfsgerechte Betriebsweisen und geschickte Reglervorgaben weitere Energie sparen. Dieses sind Gründe warum Fachleute verstärkt ein Monitoring von der abgestimmten Planung bis zum nutzerbedingten Energieverbrauch der RLT-Anlagen für sinnvoll hält.

Fazit

Die hier aufgezeigten Punkte zeigen die Komplexität der zu beachtenden Punkte auf. In der Zusammenarbeit mit TGA-Planern, Anlagenbauern, Nutzer und Betreiber ist es Herstellern wie Klimatec möglich in Kosten und Nutzen ausgewogene und somit hoch energieeffiziente RLT-Gerätelösungen zu konzipierenn. Sie sind neben der Montage- und Servicefreundlichkeit die Basis für einen messbaren Erfolg hinsichtlich Behaglichkeit und Produktivität der dort arbeitenden Menschen im Rahmen ganzheitlich intelligenter „Life-Cycle“-Gesamtlösungen.

Leider gibt es weiterhin große Unsicherheiten aufgrund der teilweise unklaren Formulierungen der Ökodesign-Richtlinie für einen Teil der Anwendungen von Geräte- und Systemausführungen in Nichtwohngebäuden. RLT-Gerätehersteller wie Klimatec informieren daher Kunden über Inhalte und Ausnahmen sowie über das Handling dieser teilweise nicht einfach zu interpretierenden Richtlinie.