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Raumlufttechnische (RLT-)Anlagen

Der für einen Industriebetrieb notwendige Luftwechsel ist äußerst variabel. Er ergibt sich aus dem hygienisch bedingten Luftwechsel für die Mitarbeiter, dem technisch erforderlichen Luftwechsel zur Abführung von Schadstoffen, Stäuben und Gerüchen sowie auch dem energetisch notwendigen Luftwechsel zur Abfuhr von Wärme aus dem Produktionsprozess. Ähnlich verhält es sich mit dem Temperaturniveau oder auch der relativen Luftfeuchte im Raum – es gilt, die optimalen Bedingungen für Mensch und Maschine zu schaffen.  

 

Auch hinsichtlich der Betriebszeiten besteht eine hohe Varianz. Bei Schichtbetrieb ist die Anzahl der Schichten zu berücksichtigen, bis hin zu einer durchgängigen Nutzung auch über Wochenenden hinweg.  

Energieeffizienz 

Seit der EnEV 2009 müssen alle neuen und modernisierten RLT- und Klimaanlagen mit einer Einrichtung zur Wärmerückgewinnung ausgestattet sein, die mindestens der Klassifizierung H3 nach DIN EN 13053 entspricht (besser ist H1, denn dieser Effizienzgrad ist förderbar). 

Die Ventilatoren zählen zu den größten Stromverbrauchern einer RLT-Anlage, weshalb deren technische Auslegung ein entscheidender Faktor bei der Konzeption effizient arbeitender RLT-Anlagen ist (Effizienzgrad N ist anzustreben). 

Beachtet werden müssen auch die installierten Filter: In RLT-Anlagen sind nach aktuell geltenden Richtlinien mindestens Feinstaubfilter der Klasse F7 einzusetzen. Es ist darauf zu achten, dass keine höhere Klasse als notwendig gewählt wird, da feinere Filterelemente zu größerem Druckverlust und damit höheren Energiekosten führen.  

Folgende Punkte bewirken eine Effizienzsteigerung von raumlufttechnischen Anlagen: 

  • Bedarfsgerechte Luftmengenanpassung 
  • Wärme- und Feuchterückgewinnung 
  • Reduzierte Luftgeschwindigkeiten 
  • Regelungsstrategien 

Lüften 

Je nach vorherrschenden Bedingungen können die Anforderungen an die Raumlüftung sehr stark variieren. Jeder Anwendungsfall sollte von Fachfirmen exakt geplant werden. So unterscheiden sich die Bedingungen anhand von Produktionsprozessen, Anzahl der Schichten, Staubentwicklung, Hygieneanforderung, Messbedingungen und vielem mehr. 

Gemäß der ASR (Arbeitsstättenrichtlinie) ist eine Frischluftzufuhr dann nötig, wenn die Luftqualität im Inneren nicht der Außenluftqualität entspricht. Maßstab sind die sogenannten MAK-Werte (maximale Arbeitsplatz-Konzentration) bzgl. CO2, Gerüche, Schadstoffe, Lösungsmittel, Ozon aus Laserdruckern, Stäube, Gase, Dämpfe und weiteren Faktoren. 

Gemäß der ASR soll die Temperatur an Büroarbeitsplätzen 26 °C nicht überschreiten.  

Lichtbänder im Dach können mit automatisierten Fensterkippmotoren ausgestattet werden. Hierbei sollten Wind- und Regensensoren mit integriert sein. 

Abbildung 25: Fensterkippmotor. Quelle: D+H Mechatronic AG 

Kühlen 

Passive Kühlung:  

Unter bestimmten Voraussetzungen kann sich eine passive Kühlung anbieten. Diese lässt sich mit geringem Energieaufwand betreiben. 

Beispiele: 

  • Thermische Speichermassen: z. B. Betonkernaktivierung, Fußbodenheizung und -kühlung oder Randstreifenelemente 
  • Nachtlüftung: Die im Sommer kühlere Nachtluft spült die Halle mit frischer kühlerer Luft und drängt die erwärmte Tagesluft nach außen. Empfehlenswert sind hierbei Öffnungen in unterschiedlichen Höhen, um einen Kamineffekt zu erzielen. Die Öffnung der Fenster kann mit Wind- und Regensensoren sowie einem Regelungssystem automatisiert werden. 
  • Hybride Kühlung: Der Luftwechsel im Gebäude wird mittels zugeführter Hilfsenergie durch Ventilatoren verstärkt. 
  • Erdreich-Luft-Wärmeübertrager (EWT): In 2 Meter Tiefe im Erdreich verlegte Luftkanäle kühlen die Zuluft ab. 
  • Wasserführende Systeme: Wärmepumpen mit Erdsonden (100-200 Meter tief im Erdreich) kühlen Wasser auf 18-20 °C. Das Kühlwasser wird anschließend in Betonkerne, Fußböden, Wände oder Kühldecken geleitet.  

Abbildung 26: Heizen und Kühlen mit einer Wärmepumpe. Quelle: Bundesverband Wärmepumpe e.V. 

Aktive Kühlung: 

Unter aktiver Kühlung ist die Funktionsweise einer Klimaanlage zu verstehen.  

Vorteile:  

  • Frischluftzufuhr 
  • Optimale Raumlufttemperatur

Nachteile: 

  • Nicht-ideale Einstellung oder Qualität der Anlage kann zu Erkältungskrankheiten, Unwohlsein sowie Verbreitung von Bakterien und Schimmelpilzen führen 
  • Störende Betriebsgeräusche  
  • Hoher Energieverbrauch 
  • Austritt von klima- und umweltschädlichem Kältemittel möglich

Aufgabe von Klimaanlagen in Bürogebäuden und Industriehallen ist die Regelung der Temperatur und der Luftfeuchtigkeit. Dabei sollte eine stufenlose und leistungsabhängige Regelung an die bauseitige Gebäudeleittechnik angeschlossen werden können. Einige Fabrikate besitzen alternativ auch die Möglichkeit, Räume durch ein eingebautes Heizregister zu heizen. 

Die Auslegung sollte grundsätzlich nur durch eine Fachfirma erfolgen. Darüber hinaus ist auf die Einhaltung der Regelungen der ASR (Arbeitsstättenrichtlinie) zu achten. 

Abbildung 27: Industrie-Klimaanlage

Beispiel für eine energieeffiziente Klimatisierung: Zentral lüften und dezentral temperieren 

Ein dezentrales Lüftungsgerät versorgt die Räume mit Zuluft. Das Lüftungsgerät heizt oder kühlt die Luft also nicht, sondern filtert und fördert sie lediglich. Die Temperierung geschieht erst dezentral in den Räumen. Das spart Energie, und das Zentrallüftungsgerät sowie das Kanalnetz können kleiner ausgelegt werden.  

Abbildung 28: Zentral lüften und dezentral temperieren. Quelle: Fa. Kampmann 

Die Temperierung (Heizen und Kühlen) kann mit Unterflurkonvektoren, Fan Coils oder anderen Technologien erfolgen:

Abbildung 29: Unterflurkonvektoren. Quelle: Fa. Kampmann 

Abbildung 30: Fan Coils. Quelle: Fa. Kampmann