Effizienzlösungen RLT

Sie sind Betreiber von raumlufttechnischen Anlagen (RLT)? Oder verantworten als Energieberater bzw. Ingenieurplaner entsprechende Optimierungen oder Neuplanungen? Luftmeister sichtet unverbindlich und kostenlos Ihre Anlage – gerne direkt vor Ort, damit unsere Ansätze alle örtlichen Gegebenheiten berücksichtigen. Im Rahmen unserer Homepage stellen wir eine Auswahl unserer Lösungsansätze exemplarisch dar.

Effizienzhebel Volumenstrom

Lufttechnische Anlagen werden betrieben, um erforderliche Luftmengen in Räume, Hallen bzw. Anlagen einzubringen oder auszubringen. Je nach Anwendung gilt es,

• einen Raum mit einer Mindest-Luftwechselrate zu versorgen
• eine explosive Atmosphäre zu vermeiden durch eine Mindest-Spülluftmenge
• eine Mindest-Außenluftmenge einzubringen
• Schadstoffe sicher abzuführen etc.

Es gilt zwingend, diese Mindest-Volumenströme einzuhalten. Zugleich sollen sie nicht unnötig überstiegen werden, denn dann entstehen verschwenderische Betriebskosten mit Blick auf:

• Ventilatorstrom
• Luftaufbereitung, z. B. Heizen bzw. Kühlen

Betrachtet man nun noch die Tatsache, dass zwei Drittel der lufttechnischen Anlagen überdimensioniert sind (im Schnitt um 15%), so wird deutlich, dass es gilt, den Volumenstrom in einem „grünen Bereich“ zwischen Minimum und Verschwendung  einzuregeln. Während es aber für einfache Rundrohrleitungen mit langen, geraden Strecken hierfür Standard-Volumenstromregler gibt, müssen in der Praxis zur Volumenstrom-Erfassung eine oder mehrere der folgenden Herausforderungen bewältigt werden – Luftmeister hat hierfür die passenden Volumenstrom-Messlösungen:

• Kurze Einlaufstrecken (nach Krümmern, T-Stücken und anderen Vorstörungen)
• Rechteckige Luftkanäle
• Sehr niedrige Strömungen (unter 2 m/s)
• Sehr hohe Strömungen (oberhalb 15 m/s), etwa für Absaugungen
• Belastete Luft (Staub, Ölnebel, säurehaltig, alkalisch, mit Lösemittel, …)
• Sehr große Kanäle zwischen 5 und 20 Meter Kanalumfang
• Kondensatentstehung
• Hohe Temperaturen (bis 1.100 °C)
• Ex-Zonen-Anforderungen
• …

Schnell amortisiert: Die Volumenstrom-Erfassung durch Luftmeister zahlt sich i.d.R. nach 1-2 Jahren aus, dank der vermiedenen Verschwendung. Zugleich entsteht ein Mehrwert durch die Mindest-Volumenstromüberwachung; Arbeitssicherheit und Produktqualität werden sicher und nachweislich aufrechterhalten.

Luftbilanz

Fertigungshallen, Labore und andere Räumlichkeiten werden mit Zuluft versorgt, während zugleich über die Abluft bzw. Absaugungen Luftmengen ausgebracht werden. Halten diese ein- und ausgebrachten Luftmengen sich nicht (zu jedem Zeitpunkt) die Waage, entsteht entweder ein Unter- oder ein Überdruck. Beide Situationen wirken sich gleichermaßen als Betriebskosten-Verschwendung aus, denn während der ganzen Heizperiode entweicht dann entweder die kostspielig aufgeheizte Luft über Tore und andere Öffnungen (Überdruck), oder es wird kalte Außenluft eingesaugt (Unterdruck).

Die folgende Luftmeister-Effizienzlösung amortisiert sich i.d.R. schon nach 1-2 Jahren: Zuluft-, Abluft- und Absaugungs-Volumenströme werden kontinuierlich erfasst und der Gebäudeleittechnik (GLT) oder einer Luftmeister-Kleinsteuerung als Messwert übergeben. Dort wird die einfache Logik hinterlegt, dass Absaugung und Zuluft führend sind und die Abluftmenge jeweils so eingeregelt wird, dass sich ständig eine ausgeglichene Luftbilanz ergibt (Abluft = Zuluft minus Absaugung) – so wird dauerhaft die Verschwendung gestoppt! Wichtig dabei: die Erfassung dieser Volumenströme muss ausreichend präzise sein und kann deshalb nicht auf Basis der „Ventilator-k-Faktoren“ erfolgen, siehe dazu auch „unzuverlässige k-Faktoren“.

Luftverteilung

Industrielle lufttechnische Anlagen werden nur selten den geänderten Anforderungen angepasst. Einmal geplant, errichtet und in Betrieb genommen, versorgen sie meist mit derselben räumlichen Zuluft- und Abluftverteilung wie zum Zeitpunkt ihrer Inbetriebnahme – obwohl längst mehrfach das Hallenlayout angepasst wurde und Maschinen und Arbeitsplätze völlig anders verteilt sind als ursprünglich. Das Ergebnis: es gibt Bereiche von „Luft-Überversorgung“ (die aber keiner kennt, da das niemanden stört, es sei denn, es kommt zu hohen Zugerscheinungen), und zugleich bekunden Fertigungsmitarbeiter mehr oder minder vernehmbar, dass sie nicht zufrieden sind mit ihrer „Luft-Unterversorgung“. Letztere äußert sich z.B. dadurch, dass an den Fertigungsarbeitsplätzen eher eine Abluftqualität vorherrscht als eine Zuluftqualität.

Theoretisch könnte man nun alles neu planen und umbauen. Das ist aber viel zu kostspielig, zumal Luftmeister eine hilfreiche, pragmatische Lösung bereithält. Konkret erfassen die Luftmeister-Techniker mit einer Messkampagne in allen Bereichen der Fertigungshalle die dezentrale Verteilung der Zuluft- und Abluftvolumenströme. Dazu werden, oftmals nur über Hubscherenwagen erreichbar, im Kanalverteilnetz Netzmessungen durchgeführt, oder die Luftauslässe werden einer Luftmengen-Messung unterzogen. Auf dieser Basis wird den Betreibern in Verbindung mit dem Hallenlayout verdeutlicht, wie sich die tatsächliche Luftverteilung darstellt. In einem zweiten Schritt (oftmals sofort im Anschluss) wird dann durch Anpassung von Klappenstellungen eine „Luft-Umverteilung“ bewirkt. Sollte sich herausstellen, dass darüber hinaus an bestimmten Orten zusätzliche Luftmengen erforderlich wären, so liegt damit auch gleich die Auslegungsbasis vor, um solche meist kleineren Anlagenergänzungen vornehmen zu können.

Kurz gesagt: Fast überall wird kostspielige Zuluft unpassend verteilt. Luftmeister hilft dabei, i.d.R. auch ohne Umbauten der Anlagen und Luftkanäle, die vorhandene Luftversorgung optimal auszuschöpfen. Gezielter Ressourcen-Einsatz – auch das ist RLT-Effizienz!

Umluftanlagen

Zahlreiche installierte Lüftungsanlagen sind Umluftanlagen. Bei diesen wird ein Teil der Abluft wiederverwendet. Anstatt also komplett als Fortluft „abgeblasen“ zu werden, gelangt ein Teil der Abluft als sogenannte „Umluft“ wieder in die Zuluftaufbereitung. Konkret erfolgt dies in der Mischkammer, in der die Umluft mit Außenluft vermischt wird, bevor die Aufbereitung (Erhitzen, ggf. Kühlen etc.) dann die gewünschte Zuluftkondition einregelt. Das Mischungsverhältnis sagt also aus, welchen Außenluftanteil die Zuluft enthält. Dies ist wirtschaftlich höchst relevant, denn ein zu hoher Außenluftanteil erbringt über die gesamte Heizperiode erhebliche Mehrkosten bei der Lufterhitzung. Die Erfahrung zeigt, dass in über 90% der Fälle die Umluftanlagen einen spürbar zu hohen Außenluftanteil einregeln – vier- bis fünfstellige jährliche Zusatzkosten sind die Folge!

Die Luftmeister-Effizienzlösung stattet Außen- und Zuluft mit je einer präzisen Volumenstrom-Messeinrichtung aus. Die Messsignale werden (kontinuierlich) der GLT oder einer Luftmeister-Kleinsteuerung übergeben. Dort wird eine einfache Logik hinterlegt: die Klappen der Mischkammer werden jetzt solange verstellt, bis der gewünschte Außenluftanteil dann dem tatsächlich gemessenen Außenluftanteil entspricht. So wird die Verschwendung dauerhaft abgestellt.

Unzuverlässige k-Faktoren

Es gilt als eine besonders einfache und günstige Methode, den Volumenstrom einer Zuluft- oder Abluftanlage zu erfassen, indem auf den Differenzdruck der Ventilator-Ringdüse (Einlaufdüse) zurückgegriffen wird. Meist haben die Hersteller der RLT-Geräte eine Formel aufgedruckt, wonach der Volumenstrom der Wurzel des Differenzdrucks entspricht, mit dem Vorfaktor „k“, der dann auch gerne zahlenmäßig angegeben wird.

Ähnlich verhält es sich mit Staudrucksonden; das sind sogenannte Wirkdruckgeber, die einen Luftdurchfluss in einen Differenzdruck umformen. Auch hier werden entsprechende „k-Faktoren“ angegeben. Das Problem: auf dem Prüfstand des Herstellers mag dieser k-Faktor noch korrekt gewesen sein. Wenn aber die RLT-Anlage an das örtliche Luftkanalsystem angeschlossen wird, verändern sich die Zusammenhänge von Druckabfall und Volumenstrom. Gleiches gilt bei den Staudrucksonden: deren k-Faktoren gelten (im besten Fall) für lange, gerade und runde Luftleitungen. Weist die Messstelle eine verkürzte „Einlaufstrecke“ auf oder ist sie rechteckig, dann resultieren hohe Messfehler.

Die Luftmeister-Lösung: Die Ringdüsen (Einlaufdüsen) und auch die erwähnten Staudrucksonden können in der Regel ohne Weiteres als „Wirkdruckgeber“ eingesetzt werden. Entscheidend ist dann aber, die Differenzdruckerfassung präzise umzusetzen. Kommen schwankende Luftdichten vor, so sind auch diese zu erfassen und zu kompensieren. Und nicht zuletzt: Erst die präzise Einmessung der Messeinrichtung vor Ort, meist durch eine Netzmessung mit hoher Messpunktzahl nach DIN EN ISO 12599, erbringt dann Volumenstrom-Genauigkeiten, die den sonst üblichen zweistelligen Prozent-Bereich (deutlich) unterschreiten.

RLT-Controlling und RLT-Kennzahlen

Mittlere und große RLT-Anlagen erzeugen jährlich nennenswerte Betriebskosten. Ein zentraler Kostenhebel besteht darin, deren zentrale und dezentrale Volumenströme dauerhaft zu messen und auf das Nötige einzuregeln, siehe oben unter „Effizienzhebel Volumenstrom“.

Es entstehen aber zudem ganz erhebliche Kosten durch die Aufbereitung der Luft, insbesondere dann, wenn keine Wärmerückgewinnung vorhanden ist oder wenn neben der Erhitzung auch eine Kühlung, ggf. sogar eine Befeuchtung im Einsatz ist.

Luftmeister bringt hier Abhilfe. Im Zuge eines „RLT-Controlling“ wird ein Messsystem installiert, das „scheibchenweise“ alle Aufbereitungsstufen einzeln erfasst – neben den Volumenströmen, Temperaturen, Feuchten werden somit auch die thermischen Leistungen der WRG, der Erhitzung und ggf. der Kühlung und Befeuchtung etc. zu jedem Zeitpunkt sichtbar. Die Besonderheit: dies erfolgt durchgehend während eines sinnvollen Beobachtungszeitraums, in manchen Fällen zwei Wochen lang, anderenfalls auch über ein ganzes Jahr oder dauerhaft. Wahlweise speichert das Messsystem „an Bord“ alle Messwerte und wird nach dem Analysezeitraum demontiert und ausgewertet, oder es wird dauerhaft installiert und gibt alle relevanten Daten an die GLT. Diese Datenbasis nutzt Luftmeister, um ganz konkrete Optimierungsansätze herauszufinden, die dann in verständlicher und umsetzbarer Form dem Betreiber und ggf. dessen MSR-Partner vermittelt werden. Optional kann das Messsystem kontinuierlich installiert werden. So kann es zugleich zum „Verbesserungs-Controlling“ verwendet werden und zur Lieferung der relevanten luftseitigen Messdaten, aus denen aussagefähige „RLT-Kennzahlen“ gebildet werden können – entscheidend für Ihr Energiemanagement nach ISO 50001. Im Ergebnis werden die Betriebskosten minimiert und die CO2-Kennwerte nachhaltig verbessert.