|
Hinweise zur Planung von Lüftungs-
Luftheizungs- und Klimaanlagen im Alt- und Neubau |
|
Lüftungsanlagen |
|
Beratung und Planung
Für den Einbau
einer Lüftungsanlage sollte sich der Interessent von neutraler Seite beraten
lassen, welcher Anlagentyp für sein Gebäude und seine Ansprüche geeignet
ist.
Schon die einfache
Entlüftung der Sanitärräume verbessert die Lufthygiene erheblich.
Die Planung einer
Lüftungsanlage durch ein Ing.-Büro oder einen autorisierten Fachbetrieb ist
in d. R. unbedingt erforderlich.
Wärmerückgewinnung (WRG)
Wärmerückgewinnung
aus der Abluft setzt eine möglichst dichte Gebäudehülle voraus.
Anlagenteile und
Kanalsysteme sind richtig zu dimensionieren, um im Betrieb Energie zu sparen
und Geräusch- und Zugluftbelästigungen zu vermeiden.
|
Grundsätzlich kann
man beim Vorhandensein einer WRG-Anlage etwas größere Außenluftraten wählen,
da die zur Erwärmung der Außenluft erforderliche Heizleistung höchstens nur
noch ca. 50% beträgt.
Leistung
Das Maß für die
Leistungsfähigkeit der Lüftungsanlage sollte sich nach der normalen Nutzung
des Gebäudes richten.
Belastungsspitzen können
z. B. durch kurzzeitige
Fensterlüftung ausgeglichen werden.
Inbetriebnahme
Im Lüftungsbau
müssen bei der Inbetriebnahme die Zu- und Abluftvolumenströme unbedingt
abgeglichen werden.
|
|
Lüftung im Alt- und Neubau |
|
Beim Lüftungsbau sind einige Dinge zu
beachten - von der Aufstellung, zur Disposition der Rohre, dem richtigen
Standort der Geräte, Luftschalldämpfung etc.
!
Eine
sorgfältige Planung/ Projektierung durch ein Ing.-Büro ist besonders im Lüftungsbau
unbedingt erforderlich, wenn zusätzlicher Wohnkomfort
und niedrigeren Energiekosten auch tatsächlich erreicht werden sollen.
Lüftungsbau im Neubau
Hier können erforderliche Maßnahmen
optimal bereits in der Planungsphase
berücksichtigt werden.
Bei gut gut gedämmten und dichten
Neubauten ist besonders bzgl. der Feuchtelast in d. R. ein zentrales
Lüftungssystem notwendig.
(z. B. ein Bestandteil der Niedrigenergiebauweise
ist die kontrollierte Wohnungslüftung)
|
Lüftungsbau im Altbau
Für den nachträglichen
Lüftungsbau in bestehende Gebäude sind vor allem dezentrale Abluftanlagen
wie Einzellüfter geeignet.
Gebäude mit einer vorhandenen
Schachtentlüftung (z. B. bei innenliegenden Bädern) können eventuell
Nachströmöffnungen in die Außenwände der Wohnräume einbauen, um kontrolliert
Frischluft zuzuführen.
Der Einbau von zentralen Abluft-
oder Wärmerückgewinnungsanlagen sollte daher nur nach genauer Prüfung des
Aufwands und nach Klärung der Bedingungen und Kosten im Einzelfall bestimmt
werden.
Eine neutrale Beratung ist hier
besonders zu empfehlen, um unnötige Kosten zu vermeiden.
|
|
Installations- und Wartungshinweise |
|
Geräteaufstellung |
Elektrischer Anschluss |
|
Bei der
Aufstellung von Abluft-, Belüftungs- und Entlüftungsanlagen im Lüftungsbau
sollte der gewählte Standort möglichst kurze Wege zum Luftverteilsystem
haben.
Der Gerätestandort selbst sollte
eben, tragfähig und frostfrei sein und für Filterwechsel und Wartung muss
das Gerät gut zugänglich sein.
Zur Bedienung des Gerätes sollte
mindestens 1 m Platz gehalten werden.
Bei der Wärmerückgewinnung im Wärmetauscher
fällt Kondensat an. Für die
Kondensatableitung ist ein frostfreier Anschluss an eine Abwasserleitung
erforderlich.
In einem Einfamilienhaus bieten
sich folgende Standorte zur Installation des Zentralgerätes an:
Erd- oder Obergeschoss (Diele, Küche, Bad, Hauswirtschaftsraum), Dachboden,
Kellerräume.
|
Wohnungslüftungsgeräte benötigen in d. R. einen separaten elektrischen Anschluss mit
230 V, eine Absicherung 16 A und einen Ausschalter.
Das Gerät wird direkt angeschlossen.
Beim Selbsteinbau
der Lüftungsgeräte ist zu beachten, dass die elektrischen Betriebsmittel
nach VDE-Vorschriften und anerkannten Regeln der Technik ausgeführt werden,
zumindest aber diesen Vorschriften entsprechen müssen.
Einige Geräte sind
schon mit Fernbedienungen ausgestattet.
U. U. sind entsprechende Verbindungsleitungen vom Lüftungsgerät zur externen
Steuerung vorzusehen.
|
|
Maßnahmen gegen Körperschall |
Luftschalldämmung |
|
Beton- oder Estrichböden
Sollten Geräte auf
Beton- oder Estrichböden aufgestellt werden, sind zusätzliche
Schalldämmmaßnahmen nicht notwendig, da die Geräte überwiegend
Schwingungsdämpfer besitzen.
Holzbalkendecken
Empfehlenswert ist
eine zusätzliche Entkopplung der Anlage durch eine Betonplatte mit
Schwingungsdämpfern.
|
Zu- und Abluftleitung
In der Zu- und
Abluftleitung sind unbedingt, unmittelbar nach dem Lüftungsgerät
Schalldämpfer zu installieren.
Schallübertragung zwischen Räumen
Die
Schallübertragung zwischen Räumen untereinander lässt sich mit
Telefonieschalldämpfern begrenzen (z. B. wenn sich zwischen den Räumen
nur eine kurze Lüftungsleitung befindet).
|
|
Rohrleitungen und Zubehör |
Außenluftansaugung und Fortluftführung |
|
Verlegung
Zu- und
Abluftleitungen werden beim Lüftungsbau im Normalfall in oder auf Decken und
in Installationsschächten verlegt.
Sollte dies nicht
möglich sein, so können spezielle Kanäle auch auf Putz verlegt werden.
Werkstoff und Beschaffenheit der Rohre
Glatte Rohre
verhindern die Ansammlung von Staubansammlungen und vermeiden unnötige
Druckverluste.
Bei Umlenkungen
sind große Radien vorteilhaft, um den Druckabfall des Rohrleitungssystems
gering zu halten (schlecht disponierte Umlenkungen
können Strömungsgeräusche verursachen.
Runde Rohre haben
geringere Druckverluste als eckige Kanäle von gleicher Querschnittsfläche
und sollten deshalb bevorzugt werden.
Befestigung
Alle Luftleitungen müssen z. B.
mit Rohrschellen bzw. Lochbändern
befestigt werden, immer mit Gummieinlagen.
Reinigungsöffnungen
Für spätere Reinigungsmöglichkeiten sind leicht zugängliche Öffnungen
vorzusehen. |
Je nach baulichen
Gegebenheiten und Aufstellungsort des Zentralgerätes lassen sich die
Durchführungen für die Außenluft bzw. Fortluft im Dach (Flachdach oder
Schrägdach) oder in Außenwänden installieren.
Eine Vermischung
der Luftströme muss verhindert werden durch:
-
Ansaugöffnung für die Außenluft und die Ausblasöffnung
für die Fortluft möglichst weit auseinander legen
-
mit mindestens 2 m Abstand zueinander,
-
oder besser über Eck an 2 Gebäudeseiten
-
die Öffnungen sollten dabei möglichst windabgewandt sein
Auch die
Ansaugstelle der Außenluft sollte überlegt gewählt werden. Sie ist dort
anzubringen, wo mit möglichst geringen Verunreinigungen zu rechnen ist.
Günstige
Positionen für Außen- und Fortluftöffnungen befinden sich z. B. unter
Dachüberständen.
|
|
Zu- und Abluftventile |
Wärmedämmung, Schutz gegen
Kondenswasserbildung |
|
Als Luftdurchlässe
für die Zu- und Abluft stehen viele Modelle zur Verfügung, z. B.
Tellerventile oder Quellauslässe.
Zu beachten ist,
dass sie die Einstellung des Volumenstroms ermöglichen und dass sie
so bemessen sind, dass eine zug- und geräuschfreie Luftführung möglich ist.
Abluftelemente
sollten außerdem immer mit speziellen, großflächigen Vorsatzfiltern
ausgerüstet sein, damit Lüftungsleitungen und Ventilatoren reingehalten
werden.
|
Lüftungsleitungen,
die durch Kaltbereiche führen, müssen im Lüftungsbau wärmegedämmt werden, um
Wärmeverluste zu vermeiden und die Bildung von Kondenswasser zu verhindern.
Dämmmaterial
Mineral- und
Glaswolle oder Schaummaterialien (z. B. vorgefertigten Halbschalen.
Außen- und
Fortluftleitungen müssen eine dampfdichte Ummantelung aufweisen,
damit die Wärmedämmung nicht durchfeuchtet wird (Dämmmaterialien mit geschlossenen Zellen).
Die Lüftungsgeräte
sind in d. R. serienmäßig wärmegedämmt, so dass für sie keine weiteren
Maßnahmen erforderlich sind.
|
|
Wartungshinweise |
Einregulierung der Anlage |
|
Der Nutzer sollte
regelmäßig die Filter wechseln.
Hinweise zur
Wartung von Lüftungsanlagen stehen im BDH-Informationsblatt 14 "Inspektion
und Wartung von Heizungsanlagen und dazugehöriger Komponenten/Austausch
sicherheitsrelevanter Bauteile".
Infos und einen
Fachbetrieb zur Lüftungskanalreinigung, Desinfektionen von
Lüftungsanlagen, Brand- und Schimmelsanierungen usw. finden Sie z. B. unter
www.lueftungskanalreinigung.de
|
Bei der
Inbetriebnahme ist die Lüftungsanlage sorgfältig
einzuregulieren.
Gesichert werden
sollte dabei, dass an den einzelnen Luftdurchlässen die geplanten
Volumenströme gefördert werden.
Die Einregulierung
ist schriftlich festzuhalten. Ebenso sollen mögliche Förderströme und die
elektrische Leistungsaufnahme der Anlage bestimmt werden.
Prospektangaben
von Einzelkomponenten reichen nicht aus.
|
|
Auslegung - Grundlagen |
|
Berechnung von Lüftungsanlagen |
|
Im Lüftungsbau müssen Anlagen
unter Berücksichtigung der jeweiligen baulichen Voraussetzungen und der
Gebäudenutzung berechnet werden.
Bestimmung des Volumenstroms für Lüftungsanlagen
Dafür gibt es mehrere
Möglichkeiten, z. B. nach:
1. Außenluftrate
(m³/h Pers.)
2. CO 2-Maßstab
(zulässiger CO2-Wert)
3.
Luftwechselzahl (Erfahrungswert)
4.
MAK-Wert (nach MAK-Liste)
5.
Sonstige (zahlreiche Tabellen)
Anwendung 1. bis 3. für Versammlungsräume, 3. bis 5. für Betriebs- und
Arbeitsräume.
Im Gegensatz zur Luftheizung wird bei einer Lüftungsanlage der
Förderstrom des Ventilators vorwiegend nach dem erforderlichen mindest
Außenluftvolumenstrom nach DIN 1946 Bl. 2 (m³/h Pers. oder m³/h
m²)bestimmt.
Grundsätzlich sind dabei folgende Punkte zu beachten:
1. Mehrere
Berechnungsmethoden möglich
Man sollte daher immer eine zweite oder gar
dritte Möglichkeit als Kontrollrechnung vornehmen. Die Ergebnisse können u.
U. relevant voneinander abweichen.
2. Reduzierung des Außenluftstroms
erfolgt in den
kalten Wintermonaten, an heißen Sommertagen oder bei Schwachbelegung. |
Soll jedoch die
raumfüllende Strömung bei 100% Zuluft beibehalten werden - ohne daß man
spezielle Luftdurchlässe verwendet - muß mit Mischluft gefahren werden.
Falls das nicht möglich ist, bedeutet das höhere Anforderungen an die
Ventilatorauslegung und Luftführung.
Ist nur ein geringer Außenluftstrom erforderlich, muß trotzdem darauf
geachtet werden, daß die Raumluft mehrmals in der Stunde durch das
Lüftungsgerät strömt.
3. Komforträume, Betriebsräume
Grundsätzlich unterscheidet man zwischen den sog. Komforträumen (z.B.
Versammlungsräume, Gaststätten, Büros) und Betriebsräumen (z.B.
Fabrikationsbetriebe, Werkstätten, Labors).
Ferner gibt es zahlreiche Räume, die nicht eindeutig unter diese beiden
eingruppiert werden können.
4. Lüften und auch heizen
Wird die Lüftungsanlage auch zur
Beheizung eines Raumes herangezogen, so müssen zahlreiche weitere
Hinweise beachtet werden.
Grundsätzlich muß die Wahl einer
Außenluftrate im Zusammenhang mit dem stündlichen Wärmebedarf (Heizlast) und
der zulässigen Zulufttemperatur betrachtet werden.
|
|
Berechnung von Luftheizungen |
|
(Q, V sind
zeitbezogen, also mit Punkt über dem Symbol versehen, nicht dargestellt!).
Zuluftvolumenstrom
Zur Berechnung des
Zuluftvolumenstroms stellen die Heizlastberechnung des Raumes und die
gewünschte bzw. zulässige Zulufttemperatur die wichtigsten Ausgangsgrößen
dar.
Für eine solche
Umluftanlage (Anlagen, die ausschließlich zur Raumheizung dienen)
berechnet man den Volumenstrom wie folgt:
QH = Vzu x c x (tzu - ti)
-> Vzu = QH / c x (tzu - ti)
QH = Normheizlast in
Watt nach DIN 4701. Sind Wärmequellen im Raum (z.B. Maschinenwärme), können
diese von QH abgezogen werden, wenn sie über die gesamte
Betriebsdauer zur Verfügung stehen.
Vzu =
Zuluftvolumenstrom in m3/h (= Förderstrom des Ventilators)
c = Spezifische
Wärmekapazität von Luft in Wh/m3K,
näherungsweise cL = 0,35 Wh/m3K
(temperaturabhängig)
tzu = Zulufttemperatur
in °C (Registeraustrittstemperatur)
ti =
Raumlufttemperatur in °C, z.B. nach DIN 4701 (bei RLT-Anlagen i. allg. 22°C
in Aufenthaltsräumen).
Übertemperatur
Δtü
= tzu - ti -> tzu
= Δtü + ti
Hierbei müssen QH,
Vzu und tzu so aufeinander abgestimmt werden, daß eine
zufrieden stellende Betriebsweise während der gesamten Heizperiode
ermöglicht wird.
|
Luftumwälzung und Luftumwälzzahl LU
Eine weitere wichtige Größe, die
beachtet werden muss, ist die sog. Luftumwälzzahl LU, die angibt,
wievielmal die umgewälzte Raumluft stündlich durch die Geräte strömt.
LU = Vzu
/ VR in 1/h, (VR
= Raumvolumen in m³)
Bei allen Luftheizungen sollte
diese Zahl überprüft werden, denn bei einer zu geringen Umwälzzahl wird zu
wenig Raumluft induziert, was zu einer ungleichmäßigen Luftverteilung und
somit ungleichmäßigen Erwärmung, zu einer Schichtenbildung und zu einer
größeren Temperaturdifferenz zwischen Fußboden- und Deckenbereich und somit
zu höheren Energiekosten führt.
Auswahl
der LU
Um eine gute, raumerfüllende
Strömung gewährleisten zu können, sollte man im Komfortbereich bei einer
geringen Anzahl von Zuluftöffnungen und bei größeren Raumhöhen eine hohe
Luftumwälzung wählen (u. U. bis 8fach).
Bei einer größeren Anzahl
von Zuluftöffnungen (bzw. größerer Geräteanzahl) und bei geringen
thermischen Unterschieden zwischen Raum- und Zuluft, können Werte von etwa 3fach
ausreichen.
Es gilt: Je höher man die Umwälzzahl wählt, desto schneller kann man
den Raumzustand durch einen veränderten Zuluftzustand beeinflussen.
Bei der Auswahl von zentralen und
dezentralen Luftheizgeräten und direktbeheizten Warmluftautomaten ist eine
genaue Abstimmung zwischen Heizleistung, Volumenstrom, Zulufttemperatur und
Luftumwälzzahl erforderlich.
Eine wesentliche Rolle spielt die
Art der Luftführung, vor allem die Wahl und Anordnung der Zuluftdurchlässe
bzw. Geräteanzahl sowie deren Induktion.
|
|
Berechnung kombinierter
Lüftungs-Luftheizungen |
|
Variante A: Bestimmung des Förderstroms durch Übertemperatur bzw. Zulufttemperatur
Bei diesen
Anlagen, mit denen geheizt und gelüftet wird, muß der Förderstrom des
Ventilators so ausgelegt werden, daß mit ihm einerseits die Heizlast des
Raumes gedeckt wird, andererseits aber auch die gestellten
Lüftungsforderungen eingehalten werden.
Grundsätzlich kann
man von folgenden Überlegungen ausgehen.
Variante A:
Man nimmt eine
Übertemperatur bzw. Zulufttemperatur an und bestimmt den Förderstrom (wenn
die Beheizung des Raumes im Vordergrund steht).
Dabei muß überprüft werden, ob mit diesem Volumenstrom auch gleichzeitig die
Lüftungsforderung erfüllt werden kann.
Ist Vzu >
Va,
gibt es, entsprechend obigen Gleichungen, drei Möglichkeiten:
(Vzu =
Zuluftvolumenstrom, Va = Außenluftvolumenstrom;
der Zuluftvolumenstrom setzt sich in
d. R. aus Außenluft und Abluft/Umluft zusammen, wobei der Außenluftanteil
(Frischluft) mindestens 10% betragen sollte.)
1.
Mischluftbetrieb
wobei man
Vzu = 100 % setzt.
2. Reduzierung des Raumwärmebedarfs
indem die RLT-Anlage nicht den gesamten Wärmebedarf erbringen muß, sondern
ein Teil durch eine Radiatoren- oder Fußbodenheizung gedeckt wird.
Bei mehreren
Einzelgeräten kann auch das eine oder andere Gerät als Umluftgerät
vorgesehen werden.
|
3. Erhöhung der Übertemperatur
bzw. der Zulufttemperatur, indem man anspruchsvollere Zuluftdurchlässe mit
hoher Induktion verwendet.
Die vorstehenden
Einflussgrößen für die Wahl der
Zulufttemperatur sind zu beachten.
Bei Vzu <
Va müsste
einerseits eine sehr geringe Heizlast (z. B. wärmegedämmt, ringsum beheizt),
andererseits eine hohe Lüftungsforderung vorliegen.
Maßnahmen für die
Anpassung von Vzu an Va wären:
- Evtl. Reduzierung der
Lüftungsforderung
(z.B. kleinere Außenluftraten)
- Verringerung der
Zulufttemperatur,
ist allerdings zur Erreichung einer möglichst
zugfreien Einblasung begrenzt.
Falls Va, Vzu, Jzu,
QH und die Luftumwälz- bzw.
Luftwechselzahl nicht "in Einklang" gebracht werden können, muß für die
Heizung und Lüftung jeweils eine eigene Anlage geplant werden.
Variante B:
Bestimmung des
Außenluftvolumenstrom und Überprüfung der Zulufttemperatur
Quelle: www.ikz.de/
Weitere Informationen erhalten
Sie in unseren Fachberatungen. |
|
Berechnung von Klimaanlagen |
|
Kühllast |
|
Kühllast QK
(W oder kW)
Damit Klimaanlagen ein angenehmes Klima schaffen können, muss die
Klimatechnik auf die Bedingungen der Räume zugeschnitten werden.
Die Art
und Größe der entsprechenden Anlage ergibt sich nach der Errechnung der Kühllast
in W oder kW.
In die Berechnung der Kühllast
fließen verschiedene Faktoren wie Volumenstrom, Raumgrößen, Fensterflächen,
innere Lasten usw. ein:
Kühllast =
äußere + innere Wärmelasten
Die äußern Wärmelasten, wie Transmission
etc. müssen berechnet werden (analog Heizlastberechnung).
Die innere
Wärmelasten, wie Personen, Beleuchtung, Geräteabwärme etc., sind in d. R. gegeben.
Spezifische Kühllast qK (W/m²)
qK
= QK / F
Mit der auf Raumfläche/Raumvolumen
bezogenen Kühllast erhält man eine wichtige Kennzahl, die spezifische
Kühllast (W/m² bzw. auch W/m³).
Faustregel zum Umgang mit spezifischer
Kühllast:
- bis 60 W/m² ist
immer noch viel falsch zu machen
(z. B.
Auslegung Luftdurchlässe)
- bei > 60 W/m²
wird Fachwissen erforderlich
- bei Lasten >
100 W/m² ist die Grenze der Klimatisierung erreicht
|
Überschläglichen Berechnung
Zur schnellen überschläglichen
Berechnung der Kühllast für Einzelräume kann man raumbezogene Erfahrungswerte für die
spezifische Kühllast verwenden:
Beispiel:
gut isolierter Raum qK
= ca. 40 W/m², Raumfläche F = 35 m²
-> Kühllast
QK
= qK x F
QK
= 40 W/m² x 35 m² = 1.400 W
Kühlluftmenge VL (Luftvolumenstrom in m³/s oder m³/h )
nach thermodynamischer Grundgleichung
gilt:
QK
= mL x cL
x Δt
mL = Gewicht der Luft
(kg), mL = VL x ςL
ςL = Dichte der Luft (kg/m³)
Δt (K) = Raumtemperatur (°C) -
Zulufttemperatur (°C)
Die Kühllast QK
ist somit das Produkt von Luftvolumenstrom VL, spezifischer Wärme c L
und Dichte ςL
der Luft
sowie der Temperaturdifferenz Δt (K):
QK
(kW) = VL (m³/s) x ςL
(1,2 kg/m³) x cL
(1 kJ/kg K) x Δt (K)
(Umrechnung 1kJ/s = 1 kW)
->
Luftvolumenstrom VL = QK
/ ςL x cL x Δt
(m³/s)
|
|
Einsatzgrenze, Regelung |
|
Einsatzgrenze
In der Klimatechnik definiert der Temperaturbereich eines
Klimagerätes gleichzeitig seine Einsatzgrenzen. Innerhalb dieser
Temperaturspanne arbeitet das Gerätes sicher und
störungsfrei.
Damit die Druck- und
Temperaturverhältnisse im Kältekreis die einzelnen Bauteile (Verdichter,
Verflüssiger) nicht beeinträchtigen, legt man für die Außentemperatur eine
obere und untere Einsatzgrenze fest:
Die Höchstgrenze bei der Kühlung ist
in d. R. maximal
43°C Außentemperatur, die untere Grenze 15°C.
Geeignete
Winterregelungen ermöglichen das Absenken der
unteren Grenzen bis auf –10°C.
Aufstellung
von mehreren Geräten
Sollten Außengeräte mehrfach aufgestellt werden,
ist zu beachten, dass sich die Luftströme nicht
negativ beeinflussen.
Die Austrittsöffnung eines Gerätes
darf sich z. B. nicht direkt hinter der Eintrittsöffnung eines weiteren
Gerätes befinden, denn das zweite Gerät saugt die warme Abluft an.
|
Die warme Abluft würde steigende
Außentemperatur simulieren und der integrierte Temperaturfühler würde daraufhin
Temperaturen oberhalb der Einsatzgrenze messen und das Klimagerät würde sich
abschalten.
Regelung
Bei der Klimatisierung sind
besonders die inneren Wärmelasten zu berücksichtigen.
Wenn die Wärme in
einem Raum zum Großteil aus inneren Wärmelasten besteht (z. B. Beleuchtung, EDV-Anlagen), ist oft sogar
im Winter eine Kühlung nötig.
Das erlaubt jedoch die untere
Einsatzgrenze nicht.
Demzufolge wird mit einer Winterregelung die
Lüfterleistung des Außenventilators stufenlos herunter geregelt, um die Wärmeabgabe
des Verflüssigers im Außengerät zu reduzieren.
Mit der Winterregelung lässt sich
eine stufenlose Anpassung des Temperaturniveaus im Kältekreislauf bis zu
Außentemperaturen
von –10°C erreichen.
|
|
Mobile
Geräte zur Luft- und Klimakonditionierung |
|
Klimageräte |
|
Luftgekühlte Klimageräte |
|
Für einen kurzzeitigen Einsatz
können mobile Geräte in d. R. auch geliehen werden.
Zur Kühlung des Verflüssigers
bei luftgekühlte Klimageräten dient das Kühlmedium Luft.
Man unterscheidet zwischen zwei
Bauarten:
1.
Kompaktgeräte (Monoblock)
In einer Zentraleinheit sind die
WT (Verdampfer und Verflüssiger) und der Verdichter gemeinsam untergebracht.
Die Kondensationswärme des
Verflüssigers wird mit einem Luftschlauch/Kanäle durch Fenster oder
Wandöffnungen abgeführt.
|
2.
Splitgeräte
Diese Geräte bestehen aus zwei
Teilen, der Innen- und der Außeneinheit.
Über eine Schlauchleitung zur
Kältemittelzirkulation sind beide Einheiten verbunden.
In der Inneneinheit mit dem Verdampfer wird die Raumluft
gekühlt.
Die Außeneinheit mit den Verflüssiger führt die Wärme
ab.
Von Nachteil bei konventionellen Splitgeräten ist die
Kältemittel führende Leitung, durch Wände, Decken etc. führt und max. 40 m
lang sein darf.
Ein installationsbedingter Kältemittelverlust kann u. U. zum
Totalausfall des Gerätes führen.
|
|
Wasserekühlte Klimageräte |
|
Zur Kühlung des Verflüssigers
und zum Abtransport der Wärme dient in einem separaten, zusätzlichen
Kreislauf das Kühlmedium Wasser.
Das erfolgt entweder als
geschlossener
Kühlkreislauf zwischen Kühlaggregat und externen WT mit einer
wasserbefüllten Verbindungsleitung oder als
offener* Kreislauf durch
direkten Anschluss an eine Wasserleitung.
*) bei ausreichend Wasserdruck
können die Verbindungsleitungen hier auch länger als 100 m sein.
|
Anwendung und Einsatzbedingungen
Besonders für Produktions- und
Serverräume, Schaltzentralen, Studios etc. ohne Möglichkeiten einer räumlich
nahen Wärmeabfuhr.
Die Räume können bis auf 10°C
Raumtemperatur heruntergekühlt werden.
Spezielle Geräte können auch
unter extremen Umgebungsbedingungen von -26°C bis + 60°C eingesetzt werden.
|
|
Berechnung von Kühllast und Kühlleistung
für Einzelräume |
|
Überschlägliche Berechnung der Kühllast mit Richtwerten:
Die Wärmelast pro Raum kann durch
Beleuchtung, Personenanzahl, sonnenbestrahlte Fenster etc. stark schwanken.
Grobe Richtwerte für spezifische Kühllasten :
- gut isolierte Räume ca. 40 W/m²
- Bürocontainer ca. 55 W/m²
- Zelte
ca. 95 W/m²
->
Kühllast (W) = Raumfläche (m²) x spez. Kühllast (W/m²) |
Berechnung online z. B. unter www.tkl-rent.net
Bereich Klimatisierung
Kühlleistung
Mit der berechneten Kühllast wird die benötigte Leistung des
Klimageräts festgelegt.
Die Leistung (Kälte- oder Kühlleistung) des ausgewählten
Klimageräts muss mindestens gleich oder größer als die berechnete Kühllast
sein. |
|
Luftentfeuchtung
(Trocknung) |
|
Kondensationstrockner |
|
Eine Klimakonditionierung mit
Entfeuchtungsgeräten ist viel wirtschaftlicher als Heizen und Lüften.
Funktionsprinzip
Die über den Ventilator
angesaugte feuchte Luft (z. B. 10°C, 80% r. F.) wird im Verdampferteil bis
unter den Taupunkt (2°C, 100% r. F.) abgekühlt.
Dabei kondensiert der in der Luft
enthaltene Wasserdampf an den Lamellen des Verdampfers.
Das Kondensat wird z. B.
möglichst nach außen mittels Kondensatpumpe abgeführt.
Die dabei entstehende
Prozesswärme im Verflüssiger wird zur Erwärmung der wieder in den Raum
geblasenen Luft genutzt und erwärmt diese geringfügig über die
Eintrittstemperatur (12°C, 30% r. F.).
Anwendung
Mobile oder stationäre Kondensationstrockner werden
vorwiegend im mitteleuropäischen Klima (Durchschnittstemperatur ca. 9°C)
eingesetzt.
Sie erreichen Entfeuchtungsgrade
bis unter 35% r. F. und werden z. B. in der Bautrocknung oder
Wasserschadensbeseitigung (Brandschäden) als optimale Lösung eingesetzt.
|
Der Energieverbrauch ist
gegenüber Adsorptionstrocknern ca. 30 bis 40% geringer.
Richtwerte für Berechnung der Entfeuchtungsleistung
Um z. B. Fäulnis- und
Schimmelbildung zu vermeiden, muss die relative Luftfeuchte unter 70%
gehalten werden.
In Mitteleuropa liegt diese im
Durchschnitt bei bei 83%.
Eine Überdimensionierung bringt
keinen nennenswerten Zeitvorteil, sondern nur unnötige Mehrkosten.
Zulässige Luftfeuchten (% r.
F.):
Blumenzwiebel
70-75 % r. F.
Schokolade
40-50 %
Käse
65-70 %
Papier
55-65 %
Möbel 50-55
%
Schaltstationen 60 %
Stahl
55 %
elektr. Geräte
55 %
Kunstgegenstände 55 %
Zur Optimierung der
Entfeuchtungsleistung sollten Entfeuchter in Kombination mit Ventilatoren
eingesetzt werden.
|
|
Adsorptionstrockner |
|
Funktionsprinzip
Die Feuchtigkeit in der Luft wird
durch hochaktive hygroskopische Materialien entzogen, die auf einen
anorganischen Faservlies in Scheibenform aufgebracht sind (Trockenrad).
Ein Teil der angesaugten feuchten
Raumluft durchströmt als Prozessluft den Entfeuchtungssektor des
Trockenrades.
Die Feuchtigkeit wird vom
Sorptionsmittel gebunden, so dass Trockenluft den Sektor verlässt und in den
Raum abgegeben wird.
Der andere Teil passiert als
Regenerationsluft parallel den Spülsektor als vorgewärmte Luft, die
abschließend in der eingebauten Heizung auf die erforderliche Temperatur
erwärmt wird, bevor sie beim Passieren des Regenerationssektors die im
Sorptionskörper gebundene Feuchtigkeit aufnimmt und z. B. über einen
Schlauch ins Freie transportiert wird.
|
Anwendung
Mobile oder stationäre Adsorptionstrockner werden primär
eingesetzt, wenn
- sehr niedrige relative
Luftfeuchte < 35% erreicht werden soll
- nur bei extrem niedrigen
Temperaturen < 7°C gearbeitet wird
(z. B. in Kühlräumen)
- niedrige Temperaturen notwendig
oder klimatisch gegeben sind
Adsorptionstrockner eignen sich
unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten meist nicht zur Bautrocknung oder zur
Wasserschadensbeseitigung.
Richtwerte für Berechnung der Entfeuchtungsleistung
Faustformel:
Zu entfeuchtendes Raumvolumen
kann ca. zweimal so groß sein wie wie die vom Adsorptionstrockner erzeugte
trockene Luft.
Zur Optimierung der
Entfeuchtungsleistung sollten Entfeuchter in Kombination mit Ventilatoren
eingesetzt werden.
|
|
Luftbefeuchter |
|
Besonders in geschlossenen,
beheizten Räumen sinkt die relative Luftfeuchte oftmals weit unter den
Optimalwert von 45 bis 55 %.
(Zentralheizung erwärmt im Winter
die kalte Außenluft und senkt die relative Luftfeuchte)
Folgen trockener Luft sind häufig
trockene Haut, Kopfschmerzen, gesprungene Lippen etc.
Ebenfalls verursacht trockene
Luft Probleme bei Mobiliar, Gemälden, Bibliotheken, Computerräume
(elektrostatische Aufladung) etc.
Zusätzlich zur Befeuchtung sollte
die Luft zur Entstaubung gleichzeitig gefiltert werden.
Dafür werden mobile oder
stationäre
Luftbefeuchter eingesetzt.
|
Funktionsprinzip
In d. R. arbeiten
Luftbefeuchter nach dem Verdunstungsprinzip.
Kalkablagerungen,
Kondensatbildung oder eine Überbefeuchtung können hierbei nicht auftreten.
Ein eingebauter Hygrostat steuert
die gewünschte Feuchtigkeit.
Über eine Umwälzpumpe wird Wasser
zum Filter geleitet und berieselt und durchtränkt diesen gleichmäßig.
Über ein mehrstufiges
Radialgebläse wird die einströmende Luft zum Filter geleitet und zugfrei
frei oder über ein Kanalsystem wieder ausgeblasen.
Das elektronisch regelbare Gerät
arbeitet fast geräuschlos.
Auslegung Luftbefeuchter
Die Luftleistung richtet
sich nach der Raumgröße, z. B.:
Luftleistung des
Befeuchtungsgerätes max.
500 m³/h,
Verdunstungsleistung max. 43,2 l/24 h
-> Einsatz für
Raumgrößen bis ca. 600 m²
|
|
Ventilation mit Axial- und
Radialventilatoren |
|
Be- und Entlüftung |
Effektbelüftung |
|
Die richtige
Belüftung ist wichtig für ein optimales Arbeitsklima. Es werden
schädliche Stoffe (Farbdämpfe, Staubfasern, Schweißgase, CO, Wasserdampf
etc.) abgeführt.
Je nach
Einsatzfall werden mobile oder stationäre Gebläse mit oder ohne Kanalnetz verwendet.
Anwendung
-
Schweißräume
-
Staubabsaugung
-
Tankreinigungs- Kanalisationsarbeiten
-
Belüftung für Viehställe, Tunnels, Kanäle, Tiefgaragen etc.
|
Windmaschinen z. B. in
Film- und Fotostudios erzeugen starken Sturmeffekte oder Luftbewegungen,
Schneetreiben etc.
Auch in Gewerbe/Industrie können
Windmaschinen flexibel z. B. zur Maschinen- und Raumkühlung, Querbelüftung
etc. eingesetzt werden.
In d. R. werden für Windmaschinen
Axialgebläse eingesetzt.
Axialgebläse erzeugen nur
eine relativ geringe Druckerhöhung und können somit in d. R. nur ohne
Kanalnetz eingesetzt werden.
Radialgebläse erzeugen
einen wesentlich höheren Druck und werden demzufolge bei einen Kanalnetz
eingesetzt.
|
|
Berechnung der Kapazität
(Luftvolumenstrom/Luftleistung) von Gebläsen |
|
1. Axialgebläse (frei ausblasend)
Überschlägliche
Berechnung der Luftleistung:
Luftleistung
(m³/h) = Raumvolumen (m³) x Luftwechselrate (1/h)
Luftwechselraten
(Beispiele)
sind abhängig von
der Art des Raumes, z. B.:
|
Art des Raumes |
Luftwechsel (1/h) |
|
Sporthallen |
2 - 3 |
|
Lagerräume |
3 - 6 |
|
Wohnbereiche |
4 - 6 |
|
Büros,
Garagen |
4 - 8 |
|
Theater |
5 - 8 |
|
Sitzungsräume |
5 - 10 |
|
Laboratorien |
5 - 15 |
|
Kantinen |
6 - 8 |
|
Restaurants,
Werkstätten |
6 - 10 |
|
Gießereien |
8 - 15 |
|
Maschinenräume |
15 - 30 |
|
Lackierereien |
20 - 50 |
|
Mit der ermittelten Luftleistung
(Luftvolumenstrom/Gebläsekapazität)
wird dann der Gebläsetyp aus den Herstellerdaten ermittelt.
2. Radialgebläse (mit Kanalnetz)
Hier gehen näherungsweise auch
die Reibungsverluste des Kanalnetzes mit ein.
-> Überschlägliche
Berechnung:
Berechnungsbeispiel für einen
Lagerraum
Raumvolumen Lager = 10 m x 30 m x
5 m =
1.500 m³
Gewünschter Luftwechsel (Tabelle) = 6 1/h
Kanallänge vom Gebläse bis zum
Lager = 10 m + 5 m + 3 m =
18 m
Summe Krümmungen = 3 x 90° = 270°
-> benötigte Luftleistung
(Luftvolumenstrom)
1.500 m³
x 6 1/h = 9.000 m³/h
Über die Leistungsgrafiken der
Gebläsehersteller kann man nun mit der Luftleistung und der Summe der Krümmungswinkel schnell den
entsprechenden Gebläsetyp ermitteln.
|
|
Lüftungstipps und Tricks - Richtig Lüften
ohne mechanische Lüftung |
|
Beim Fehlen einer
mechanischen Lüftung ist bei der freien Lüftung das richtige Lüften der Garant für Wohlbefinden,
Gesundheit und Schutz der Bausubstanz.
Grundsatz
Wohnungen sollten
nur dann gelüftet werden, wenn momentaner Bedarf an Frischluft herrscht oder
bei zu hoher Luftfeuchtigkeit.
Räume nur
einzeln lüften
Wird durch mehrere Zimmer quergelüftet, so reichen maximal drei Minuten zum
kompletten Luftaustausch aus.
Aktive Lüftung
nur bei benutzten Räumen
Bei nicht belegten Räumen genügt die "Selbstlüftung" durch Fugen zur
Lufterneuerung.
Fensterlüftung
Lüften mit gekippten Fenstern
nach Möglichkeit nur zwischen Mai und September.
Im Winterhalbjahr braucht ein Fenster aus hygienischen Gründen
durchschnittlich nur 7 - 20 Minuten pro Stunde gekippt zu sein, um die
komplette Raumluft zu wechseln.
Die Thermik saugt dabei die verbrauchte Luft innerhalb kurzer Zeit
aus dem Raum.
Das gekippte Fenster die häufigste Lüftungsart, doch führt sie meist zu
überhöhten Luftwechselraten, bei der die einströmende Luftmenge unterschätzt
wird. So wird "zum Fenster hinaus" geheizt. |
Stoßlüftungen
Nutzen Sie "Stoßlüftungen" sehr diszipliniert.
Die Lüftung mit weit geöffnetem Fenster ist im Winter nur dann
energiesparend, wenn dies innerhalb von maximal 4 - 7 Minuten geschieht.
Dauerlüftung
Eine bequeme Dauerlüftung ist mit einer regulierbaren Lüftungsspalte, einem
Dosierlüfter, möglich.
Der maximale Luftaustausch liegt bei 10 - 20% des gekippten Fensters
und kann stufenlos weiter reduziert werden.
Ein Dosierlüfter pro Raum genügt für alle normalen Situationen.
Berücksichtigung des Außenklimas
Bei allen Arten der Bedarfslüftung sollte das Außenklima berücksichtigt
werden.
Neben den Windverhältnissen sollte folgende Regel beachtet werden:
Je niedriger die Außentemperatur ist, desto kürzer sollten die
Lüftungszeiten werden.
Dies darf auch so sein, weil die notwendige Wasserdampfabfuhr um so besser
funktioniert, je kälter (also je absolut trockener) die Außenluft ist.
|
|
Für
wesentlich mehr Informationen stehen wir Ihnen mit einer persönlichen
Fachberatung jederzeit gerne zur Verfügung. |
|
Weiter/zurück zu Lüftungs-, Klima- und Kühlsysteme
> Lüftung/Klima > Lüftung >
Lüftungsanlagen >
Lüftungsgeräte >
Wohnraumlüftung > Luftheizanlagen
> Abluftanlagen > Klimaanlagen > Flächenkühlsysteme
> Planungshinweise > Fachplanung IBSintern
Einen Überblick über alle
Webseiten erhalten Sie im Inhaltsverzeichnis >
INHALT |