Frische Luft für über 30 Millionen Fluggäste

High-Tech-Produkte: Ventilatoren bei Raumlufttechnischen Anlagen

Deutsches Ingenieurblatt 03/2018
Gebäudetechnik

Ventilatoren gehören bei Raumlufttechnischen Anlagen (RLT-Anlagen) zu den zuverlässigsten Komponenten. Sie sind langlebig und arbeiten über Jahre hinweg unentwegt und fehlerfrei. Doch oftmals laufen besonders alte Ventilatoren mit einem viel zu niedrigen Systemwirkungsgrad. Das verursacht unnötige Energiekosten. In Deutschland sind viele Ventilatoren in Betrieb, die sogar noch vor der Wiedervereinigung installiert wurden. Ihre modernen Nachfolger sind deutlich energieeffizienter und können zudem bedarfsgerecht gesteuert werden, sodass es sich hier tatsächlich um High-Tech-Komponenten handelt. Der Austausch eines alten, ineffizienten Riementriebventilators bei einer Lüftungsanlage im Terminal 2 des Münchner Flughafens beispielsweise reduziert nun die Energiekosten des Betreibers.

Um die Energieeffizienz der Gebäude in Europa ist es vielerorts nicht gut bestellt. Die EU geht davon aus, dass drei Viertel aller Bestandsgebäude energetisch ineffizient sind. Die europaweite Sanierungsquote von knapp einem Prozent wirkt hier wie ein Tropfen auf den heißen Stein. Über 40 Prozent des Endenergieverbrauchs in Deutschland entfallen auf den Gebäudebereich – mehr als ein Drittel davon auf Nichtwohngebäude. Die Frage der energetischen Sanierung wird deshalb in den kommenden Jahren weiterhin eine Schlüsselrolle beim Klimaschutz und der Reduzierung des Primärenergieverbrauchs spielen. Es ist notwendig, das Gebäude systemisch als Ganzes zu betrachten. Energieeffizienz betrifft alle Komponenten der Gebäudetechnik, vom Keller bis zum Dach. Die Verbände der Technischen Gebäude Ausrüstung (TGA) sprechen deshalb auch von der „Gebäudewende“.
Seit 2007 ist die Energetische Inspektion von Klimaanlagen in § 12 der Energieeinsparverordnung (EnEV) verordnungsrechtlich verankert. Dem sind weitere Konkretisierungen gefolgt, sodass der Gesetzgeber mit § 12 Abs. 6 EnEV 2009 eine Vorlagepflicht von Inspektionsberichten für Betreiber eingeführt und 2013 mit der „DIN SPEC 15240 – Energetische Inspektion von Klimaanlagen“ eine flankierende Spezifikationsnorm geschaffen hat. Sie konkretisiert auf der Basis von Checklisten, wie Inspektionen von Klimaanlagen genau durchzuführen sind und welche Prüfungen und Tätigkeiten dazu zu erbringen sind. Dabei geht es insbesondere um die qualitative und quantitative Beurteilung der gesamten Anlagen, inklusive des RLT-Geräts mit Ventilatoren.

Energetisches Einsparpotenzial von Ventilatoren
Ein Großteil der zum Betrieb von Gebäuden benötigten Energie wird für RLT-Anlagen aufgewendet und wiederum ein Großteil davon für den Lufttransport, sprich für die Ventilatoren. Die Studie des Instituts für Luft- und Kältetechnik Dresden (ILK Dresden) „Chancen der Energetischen Inspektion für Gesetzgeber, Anlagenbetreiber und die Branche“, die zusammen mit dem Fachverband Gebäude-Klima e.V. (FGK) und Schiller Engineering aus Hamburg ins Leben gerufen wurde, hat sich mit diesem Thema beschäftigt. Durch eine Umfrage hat die Studie festgestellt, dass ein deutlicher Sanierungsstau bei RLT-Anlagen besteht. Das errechnete mittlere Alter liegt demzufolge bei über 25 Jahren und viele Anlagen sind über 40 Jahre alt – und damit auch die Ventilatoren. Die in der Studie ermittelten Systemwirkungsgrade der Ventilatoren liegen bei deutlich unter 40 Prozent. Zum Vergleich: Moderne Ventilatoren erreichen in diesem Leistungsbereich 60 Prozent und mehr. Durch neuere und effizientere Komponenten sind Stromeinsparungen von durchschnittlich bis zu 50 Prozent zu erwarten. Bei der Hälfte aller durchgeführten energetischen Inspektionen wurde als Konsequenz zur Steigerung der Energieeffizienz von RLT-Anlagen ein Austausch der Ventilatoren empfohlen. Eine solche Retrofit-Maßnahme ist unkompliziert, schnell und wirtschaftlich umsetzbar. Zusätzlich lassen sich durch den Einsatz moderner Ventilatoren auch Effizienzsteigerungen hinsichtlich der bedarfsgerechten Volumenstrom regelung und einer optimierten Regelstrategie erzielen.
Eine Modernisierung dieser Ventilatoren bietet also ein großes Einsparpotenzial an Energie. Moderne Ventilatoren sind energieeffiziente High-Tech-Produkte. Sie können ideal an den spezifischen Luftmengenbedarf angepasst werden, indem der Luftvolumenstrom der Ventilatoren regelbar und in Gruppen schaltbar ist. Eine passende Lösung zur Effizienzsteigerung von Raumlufttechnischen Anlagen bietet also der Austausch alter Ventilatoren.

Modernisierung einer Lüftungsanlage im Terminal 2 des Flughafens in München
Spezielle Gebäude brauchen spezielle Raumlufttechnische Anlagen. Gebäude mit einem sehr hohen Personenaufkommen stellen dabei eine besondere Herausforderung dar. Am Flughafen München wurde das Unternehmen Rosenberg Ventilatoren GmbH, ein Partner der Ventilatortauschkampagne, damit beauftragt, eine Zuluftanlage für einen Teilbereich des Terminals 2 zu modernisieren. Jedes Jahr nutzen sage und schreibe über 30 Millionen Reisende das Terminal.
Um weder den Flughafenbetrieb und die Passagiere einzuschränken noch die Kosten unnötig zu steigern, entschied sich das Unternehmen für ein besonders kompaktes und leistungsstarkes System. Ein alter und verhältnismäßig großer Riementriebventilator wurde durch parallel betriebene Radialventilatoren ersetzt, die in einer Matrix angeordnet sind. Keine der neu installierten Komponenten wog mehr als 37 kg und passte durch jede Standardtür, sodass den bautechnischen Gegebenheiten Rechnung getragen werden konnte.
Die neuen Ventilatoren regeln in dem betreffenden Teilbereich des Terminals ein Zuluftvolumen von 50.000 m³ pro Stunde. Ein Schaltschranksystem ermöglicht eine zentrale Ansteuerung. Weiter ergibt sich eine effizientere und gleichmäßigere Anströmung nachgeschalteter Bauteile wie Filter oder Wärmetauscher. Die elektrische Leistungsaufnahme der Anlage betrug vor dem Umbau 54 kW, danach nur ca. 30 kW. Mit der um ca. 44 % gesteigerten Energieeffizienz können jährlich ca. 10 t CO2 eingespart werden. Der Ventilatorentausch wurde innerhalb von drei Tagen durchgeführt. Durch die einfache Integration in die bestehende Gebäudeleittechnik und die damit einhergehende bedarfsgerechte Steuerung wird mit weiterem Einsparungspotenzial gerechnet.

Betriebskosteneinsparung und bessere Innenraumluftqualität
Am Beispiel des Münchner Flughafens zeigte sich, dass bereits mit überschaubarem Aufwand viel in Sachen Energieeffizienz erreicht werden kann, sofern Gebäudebetreiber und Betreiber von RLT-Anlagen willens sind, ihre Anlagen auf den Prüfstand zu stellen. Gerade anspruchsvolle Aufgaben, wie die Versorgung von jährlich mehreren Millionen Menschen mit frischer und hygienischer Luft, bedürfen spezieller Lösungen. Der Austausch von Ventilatoren bei RLT-Anlagen kann oftmals sogar durchgeführt werden, ohne den Gebäudebetrieb zu unterbrechen. Viele weitere Best-Practice-Beispiele zeigen, dass sich selbst Millioneninvestitionen in den Ventilatortausch in wenigen Jahren amortisieren. Mit einer geringen Amortisationszeit können Betreiber also innerhalb kürzester Zeit neues Investitionskapital freisetzen. In Zukunft werden derartige Maßnahmen immer interessanter, denn steigende Energiepreise und immer höhere Anforderungen an Klimaschutz und Energieeffizienz erfordern bei Betreibern innovatives und gleichzeitig ökonomisches Denken.

Die Kampagne  „Ventilatortausch macht’s effizient“
Unter der Schirmherrschaft des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) hat der Fachverband Gebäude-Klima e. V. (FGK) zusammen mit den führenden deutschen Ventilatorherstellern für Raumlufttechnische Anlagen die Kampagne „Ventilatortausch macht’s effizient“ ins Leben gerufen. Ziel ist es, die Betreiber von RLT-Anlagen in Nichtwohngebäuden auf die enormen Energie- und Kosteneinsparpotenziale beim Wechsel zu moderneren und energieeffizienten Ventilatorsystemen hinzuweisen und dafür zu sensibilisieren, diese energetisch auf den Prüfstand zu stellen. Die Kampagne informiert mit einem eigenen Internetauftritt über finanzielle Fördermöglichkeiten und zeigt Rechenbeispiele zum Energiesparen auf. Zur Kampagne gehören zudem Fachvorträge, Informationsveranstaltungen, Artikel in Fachmagazinen und zielgruppenorientierte Best-Practice-Beispiele.

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