Luft-Verbrauchszähler

Die Luftversorgung zählt in den meisten Gewerbeimmobilien zu den kostspieligsten Versorgungsmedien. Dennoch fehlte bis vor kurzem die Möglichkeit, die bei allen relevanten Medien seit Jahrzehnten besteht: eine Verbrauchserfassung über Zähler und eine rechtssichere Abrechnung auf dieser Basis. Luftmeister hat mit Erfindung des Luftenergiezählers und der behördlichen Etablierung dieser neuen Eichgröße im Jahr 2020 als weltweit Erster die Grundlage geschaffen, dass auch Klimaluft verbrauchsbasiert und rechtssicher abgerechnet werden kann.

Basis der rechtssicheren Abrechnung mit dem Luftenergiezähler ist die nunmehr seit einigen Jahren bestehende neue Eichgröße „Luftenergie“. Diese wird konkretisiert durch die Produktgattungsnorm DIN 94701, welche die Mindestanforderungen an Luftenergiezähler definiert. Auf dieser Basis wurde Luftmeister bereits im Jahr 2020 mit einer PTB-Baumusterprüfbescheinigung („Eichzulassung“) das Recht erteilt, dieses innovative Zählermesssystem zu fertigen, in Verkehr zu bringen und in Betrieb zu nehmen (Eich-Inbetriebnahme). Mit der bereits seit 2019 gültigen VDI-Richtlinie 2077-4 steht zudem die Abrechnungsmethodik zur Verfügung und wird bestätigt, dass die Luftenergiezähler dem Stand der Technik entsprechen. 

Funktionsprinzip des eichzugelassenen Luftenergiezählers

Der Luftenergiezähler erhebt drei Zählerwerte für „seine“ Verbrauchszone: den Luftverbrauch in m3 sowie den Wärme- sowie den Kälteverbrauch in kWh. Hierfür gilt es, mit hoher Genauigkeit den Luftvolumenstrom, den Luftmassenstrom sowie die Enthalpie in Zu- und Außenluft zu erfassen, wie die folgende Abbildung darstellt. Aus dem Volumenstrom entsteht aufaddiert der Luftverbrauch in m3. Zugleich wird der Massenstrom mit der Differenzenthalpie (Zuluft minus Außenluft) multipliziert und die thermische Leistung (in kW) ermittelt. In Zeiträumen positiver thermischer Leistung (hier liegt die Zuluftenthalpie oberhalb der Außenluftenthalpie) wird der luftseitige Wärmeverbrauch hochgezählt, bei negativer thermischer Leistung der luftseitige Kälteverbrauch.  

Komponenten und Prozedere

Luftmeister entwickelt und fertigt die patentgeschützten Luftenergiezähler. Diese weisen eine Differenzdrucksensorkaskade (d.h. mehrere sich überlappende Messbereiche) auf, um sowohl im hohen wie auch im niedrigen Durchflussbereich präzise zu erfassen. Zudem verfügen die Luftenergiezähler über einen exakten Absolutdrucksensor und digitale Eingänge für die externen Enthalpiefühler, die hoch präzise Temperatur und Feuchte erfassen. Auf dieser Basis sind dem Luftenergiezähler Dichte und Enthalpie bekannt, so dass er neben dem Volumenstrom auch den Massenstrom, die thermische Leistung und die im obigen Abschnitt beschriebenen Zählergrößen (Luftverbrauch, Wärme- und Kältezähler) bilden kann. Die Luftenergiezähler verfügen über ein komfortables Display, in dem sowohl Momentanwerte als auch die Zählerwerte der letzten 24 Monate ablesbar sind. Eine Auswahl an Ausgangssignalen (M-Bus, Modbus-RTU, Impuls-, Schalt- und Analogausgänge) runden das Konzept ebenso ab wir ein 9-Kanal-Datenlogger an Bord.

In der eichzugelassenen Variante (Luftmeister EZ 55) werden die Luftenergiezähler mit den Luftmeister-Messstrecken verbunden, die über die patentgeschützten „Doppelschwerter“ verfügen. Unter „Volumenstrom-Messung“ findet sich eine Beschreibung dieser Präzisions-Sensorik. Die Dimension der Messstrecken werden jeweils exakt den Zuluftkanal-Dimensionen angepasst.

Messstrecke und Luftenergiezähler verfügen jeweils über eine eigene Seriennummer und werden gemeinsam im hochkarätigen Luftmeister-Volumenstrom-Kalibrierlabor im Bereich Volumenstrom-Messung] nach Vorgaben der Physikalisch Technischen Bundesanstalt (PTB) kalibriert und justiert.

Während Messstrecken-Einbau und Verkabelung bauseitig erfolgen, werden die Komponenten (Luftenergiezähler und Enthalpiefühler) seitens der Luftmeister-Techniker installiert. Diese führen auch die finale Eich-Inbetriebnahme vor Ort aus.

Planerisch zu beachtende Punkte

Es muss bereits planerisch beachtet werden, dass das Luftenergiezähler-Messsystem einige unumgängliche Eichvoraussetzungen erfüllen muss. Die Messstrecken müssen in einen Zuluftkanal-Abschnitt eingebaut werden, der (inklusive der Messstrecke) eine gerade, unverbaute Länge von 4xD aufweist. Bei rechteckigen Kanälen ist D hierbei der hydraulische Durchmesser. Die Spannungsversorgung (230 VAC) der Luftenergiezähler muss gemeinsam mit dem Zuluftventilator der betreffenden RLT-Anlage abgesichert werden. Die RLT-Anlage selbst muss mit eichzugelassenen Primärzählern (Strom, Warm- und ggf. Kaltwasserwärmemengen) ausgestattet werden. Das Luftmeister-Messsystem muss für Wartung und Nacheichung zugänglich bleiben (ausreichend große Revisionsklappen etc.). Und nicht zuletzt ist die Verkabelung nach den Luftmeister-Vorgaben zu erstellen. Die folgende Graphik fasst einige dieser Anforderungen zusammen.

Luftliefer-Monitoring

Die Luftenergiezähler werden an der „Medienübergabestelle“ der Klimaluft installiert. Hier erfolgt die „Luftlieferung“ (-versorgung) des Zonen-Mieters oder Zonen-Eigentümers seitens des RLT-Anlagenbetreibers.  Neben der verbrauchsbasierten Abrechnung bietet der Luftenergiezähler auch das Monitoring dieser Luftlieferung. Konkret werden zu jedem Zeitpunkt Volumenstrom, Temperatur und Feuchte mit hoher Präzision erfasst. Werden auch diese Messdaten ausgelesen und seitens des Betreibers transparent gemacht, erübrigen sich viele der üblichen Streitigkeiten um „falsche“ Luftmengen und Temperaturen. Zudem kann der Zeitverlauf des Volumenstroms und auch der Temperatur herangezogen werden, um im Konsens zwischen Betreiber und Luftbezieher Einsparungen zu definieren und langfristig umzusetzen. Wird z.B. deutlich, dass ein geringerer Volumenstrom und zudem eine morgens erst später einsetzende Luftversorgung ausreichen, so kann dies gezielt eingedrosselt werden – günstigere Nebenkosten und verbesserte Energiekennzahlen des Gebäudes sind die Folge!

Nachhaltigkeit und Einsparungen

Gebäudeprojekte mit Luftenergiezählern erzielen regelmäßig höhere Bewertungen bei der Nachhaltigkeitszertifizierung, da Verbrauchserfassung und Luftliefer-Monitoring direkte Einsparhebel für das kostspielige Medium Klimaluft darstellen. Vor demselben Hintergrund bestimmt auch das Gebäudeenergiegesetzt (GEG), dass mit der nächsten Novelle der Heizkostenverordnung RLT-Anlagen mit mehreren Verbrauchszonen mit Zählern auszustatten sind, die dem Einzelverbrauch der Zonen Rechnung tragen – das sind die Luftenergiezähler.

Naturgemäß ist auch für den Gebäudeeigner entscheidend, dass er die Kosten im Griff behält. Zum einen ist hierfür hilfreich, dass er die regelmäßigen Nacheichungs-Kosten auf die Mieter umlegen kann. Zum anderen, wie die untenstehende Graphik darstellt, kann in vielen Projekten dank der Luftenergiezähler das Gebäude mit einer geringeren Anzahl von RLT-Zentralanlagen versorgt werden. Während herkömmliche Gebäude oftmals mit einer eigenständigen RLT-Zentralanlage für jeden größeren Mieter (z.B. ein Supermarkt oder eine Kanzlei) ausgestattet wurden, können nunmehr alle benachbarten Mietbereiche derselben RLT-Anlage zugeordnet werden. Erhebliche Einsparungen bei Planung, vor allem aber bei Investition und jährlichen Betriebskosten sind die Folge.