Dezentrale Luftbehandlung - Unics.uni-hannover.de
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Thema: Raumlufttechnik<br />
•Aufbau und Bezeichnung<br />
•Systeme<br />
•Zentrale Luftaufbereitung<br />
•Flächenbedarf von RLT-Zentralen<br />
•Luftkanäle<br />
•<strong>Dezentrale</strong> Fassa<strong>de</strong>nlüftungsgeräte<br />
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• Außenluft<br />
• Umluft<br />
• Zuluft<br />
• Abluft<br />
• Mischluft<br />
Abkürzung AUL<br />
Abkürzung UML<br />
Abkürzung ZUL<br />
Abkürzung ABL<br />
Abkürzung MIL<br />
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Symbole<br />
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RLT Anlage<br />
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RLT Anlage<br />
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Raumlufttechnische Anlagen wer<strong>de</strong>n<br />
weiterhin eingeteilt in<br />
• Nurluftanlagen<br />
• Luftwasseranlagen<br />
• Luftkältemittelanlage<br />
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Schematischer Aufbau einer Ein-Kanal-RLT-Anlage<br />
mit konstantem Volumenstrom<br />
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Schematischer Aufbau einer Mehrzonen-Ein-Kanal-RLT-<br />
Anlage mit Nacherhitzern und konstantem<br />
Volumenstrom<br />
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Schematischer Aufbau einer Mehrzonen-Ein-Kanal-<br />
RLT-Anlage mit Mischklappen und konstantem<br />
Volumenstrom<br />
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Schematischer Aufbau einer Mehrzonen-Ein-Kanal-<br />
RLT-Anlage mit Zusatzventilatoren und konstantem<br />
Volumenstrom<br />
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Schematischer Aufbau einer RLT-Ein-Kanal-Anlage mit variablem<br />
Volumenstrom (die variable Luftmenge wird über<br />
Mengeneinstellung in <strong>de</strong>n Räumen angefor<strong>de</strong>rt, die Ventilatoren<br />
sind drehzahlgeregelt)<br />
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Schematische Darstellung Einer Zwei-Kanal-Anlage mit zusätzlichem<br />
Minimalaußenluftanteil und konstantem Volumenstrom<br />
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Schematischer Aufbau einer Induktionsklimaanlage<br />
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Schematischer Aufbau einer Ein-Kanal-RLT-Anlage<br />
(Lüftungsanlage) mit Wärmerückgewinnung im Kreislauf-<br />
Verbund-System (KV-System)<br />
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(Klima-Konvektoren) enthalten<br />
Wärmetauscher in Form von Rippenrohren,<br />
die mit Heizungswasser, im Sommer auch mit<br />
Kühlwasser beschickt wer<strong>de</strong>n. Beim<br />
Ausblasen <strong>de</strong>r zentral aufbereiteten<br />
Außenluft (<strong>de</strong>r Primärluft P) wird auch<br />
Raumluft R als Sekundärluft S infolge<br />
Induktionswirkung ins Gerät gezogen und<br />
dabei an <strong>de</strong>n Wärmetauscherflächen<br />
nachgeheizt bzw. nachgekühlt. Die<br />
Sekundärluft erfüllt hierbei die Funktion <strong>de</strong>r<br />
Umluft.Nachts Beheizung ohne<br />
Ventilatorbetrieb.<br />
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Gebläsekonvektoren unterschiedlicher Bauart:<br />
(a: Brüstungsgerät, b: Quellluftgerät, c: Deckengerät)<br />
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RLT Zentrale<br />
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Diagramme zur überschläglichen Ermittlung <strong>de</strong>r erfor<strong>de</strong>rlichen Flächen und<br />
Raumhöhen für RLT-Zentralen bei Aufstellung mehrerer Geräte für Luftströme bis<br />
50m3/s gem. VDI 3803, oben für kleinere Anlagen, unten für größere RLT-Systeme<br />
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Zentralgeräte für RLT-Anlagen wer<strong>de</strong>n<br />
im Baukastenprinzip zusammengestellt<br />
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Zentralgerät, zusammengesetzt aus<br />
unterschiedlichen Komponenten<br />
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Zentralgerät für RLT-Anlage<br />
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RLT Zentralgerät BV BKRZ Frankfurt<br />
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Zentralgerät mit Anschlüssen<br />
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Funktion eines Radialventilators<br />
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Wärmerückgewinnung im<br />
rotieren<strong>de</strong>n Wärmerad<br />
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Wärmerückgewinnung mit<br />
Kreuzstromwärmetauscher<br />
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Zusammensetzung von Bauteilen<br />
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Kühlung durch Befeuchtung<br />
(Desiccant Cooling)<br />
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Kanalnetzberechnung<br />
Festlegung System: Nie<strong>de</strong>rdruck (2 ...12 m/s)<br />
Hochdruck (15 ... 25 m/s)<br />
Druckgefälle: Auslegung<br />
- nach gleichm. Druckgefälle in<br />
allen Leitungen<br />
- Druckverbrauch<br />
- konst. Geschwindigkeit<br />
Geschwindigkeit in m/s<br />
Komfort Industrie<br />
----------------------------------<br />
Außenluftjalousien 2...3 4...16<br />
Hauptkanäle 4...8 8...12<br />
Abzweigkanäle 3...5 5...8<br />
Abluft- o. Umluftgitter 2...3 3...4<br />
Berechnung<br />
nach konstanter Geschwindigkeit<br />
•<br />
V =<br />
v ⋅ A<br />
v: Geschwindigkeit<br />
A: Querschnittsfläche d. Kanals<br />
•<br />
V : Volumenstrom [m³/s]<br />
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Die einzige horizontale<br />
Verbindungsmöglichkeit vom Schacht<br />
zum abgehängten Deckenbereich ist<br />
bei A ungünstig schmal.Ausreichend<br />
breite Schachtöffnungen im Bereich<br />
<strong>de</strong>r abgehängten Decke bei B<br />
ermöglichen eine kreuzungsfreie<br />
Anordnung von Zu- und Abluftkanälen<br />
im Deckenbereich<br />
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Vertikaler Versorgungsschacht zur Aufnahme von Luftkanälen<br />
und Rohrleitungen. Sie sollten begehbar sein, um<br />
Regelorgane, Absperrventile usw. warten zu können.<br />
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Horizontal verlaufen<strong>de</strong> Kanäle, Rohre und Kabel fin<strong>de</strong>n im<br />
Hohlraum zwischen Roh<strong>de</strong>cke und abgehängter Decke Platz.<br />
Durchfahrungen von Trägern, Balken und Unterzügen sind<br />
dabei meist unvermeidlich.<br />
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Stahlkonstruktionen Iassen sich Ieichter als Stahlbetonbalken<br />
so ausbil<strong>de</strong>n, gegebenenfalls auch nachträglich verstärken<br />
bzw. auswechseln, daß sie für die Aufnahme von<br />
Lüftungskanälen und Rohrleitungen geeignet sind.<br />
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Schrägeisen und eine verstärkte Bügelbewehrung zur<br />
Aufnahme von Querkräften erschweren die Anordnung<br />
größerer Aussparungen seitlich neben Auflagern von<br />
Stahlbetonbalken<br />
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Bei normal belasteten Unterzügen (gleichmäßige Streckenlast)<br />
eignet sich die Feldmitte wegen <strong>de</strong>s Fehlens von Querkräften<br />
am besten für größere Aussparunge<br />
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Aussparungen mit abgerun<strong>de</strong>ten Querschnittsformen<br />
passen sich Stahlbetonkonstruktionen (Kräftefluß,<br />
Bewehrung) besser an als Öffnungen mit rechteckigem<br />
Querschnitt<br />
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In Plattenbalken (A) Iassen sich größere Öffnungen vorsehen als in<br />
einfachen Balken (B), weil bei ersteren die Deckenplatten zur Aufnahme<br />
<strong>de</strong>r Druckspannung herangezogen wer<strong>de</strong>n können. Die untere<br />
Begrenzung <strong>de</strong>r Öffnungen ergibt sich aus <strong>de</strong>r erfor<strong>de</strong>rlichen<br />
Beton<strong>de</strong>ckung <strong>de</strong>r Zugbewehrung.<br />
Universität Hannover Fakultät Architektur und Landschaft Institut für Entwerfen und Konstruieren Abtl. TGA Prof. Dr.-Ing. Dirk Bohne Folie 44
Druckverluste von Kanälen annähernd gleicher<br />
Querschnittsfläche, aber unterschiedlicher Querschnittsform.<br />
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Wo ausreichen<strong>de</strong> Krümmungsradien nicht zu realisieren sind, können<br />
eingebaute Luftleitbleche die Luftumlenkung günstig beeinflussen, so<br />
daß sich die Druckverluste in vertretbaren Grenzen halten.<br />
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Absorptions-Schalldämpfer. Kulissen aus Glas- o<strong>de</strong>r<br />
Mineralwolle wan<strong>de</strong>ln Schallenergie infolge Reibung in<br />
Wärme um.<br />
Universität Hannover Fakultät Architektur und Landschaft Institut für Entwerfen und Konstruieren Abtl. TGA Prof. Dr.-Ing. Dirk Bohne Folie 47
Fassa<strong>de</strong>nlüftungsgerät<br />
400-550 mm<br />
AU<br />
ZU<br />
150-200 mm<br />
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<strong>Dezentrale</strong> Lüftungsgeräte in <strong>de</strong>n<br />
unterschiedlichen Kombinationen:<br />
die lüftungstechnischen<br />
Funktionen sind in je<strong>de</strong>m<br />
Einzelgerät integriert.<br />
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warum <strong>de</strong>zentrale Lüftungstechnik ?<br />
individuelleres Raumklima<br />
~ bessere Akzeptanz<br />
einfache Anpassung an Raumnutzung, Raumgröße<br />
~ Nachrüsten einfach<br />
~ variable Luftströme<br />
Redundanz bei Störungen<br />
niedrigerer Energiebedarf<br />
~ kurze Luftwege, kleinere Druckverluste<br />
~ Lüftung bei Anwesenheit<br />
niedrigere Investitionskosten<br />
~ weniger zentrale Technik und Räume<br />
~ flexible Anpassung an Bedarf<br />
größerer architektonischer Freiraum<br />
~ kleinere Geschosshöhen<br />
~ weniger Schächte<br />
Universität Hannover Fakultät Architektur und Landschaft Institut für Entwerfen und Konstruieren Abtl. TGA Quelle: Prof. Dr.-Ing. Dirk Roth, Bohne LTG Folie Stuttgart 2004 51
<strong>Dezentrale</strong> Lüftung-Anfor<strong>de</strong>rungen<br />
Fassa<strong>de</strong><br />
~ Lüftungsgerät<br />
Schallschutz<br />
~ therm. Behaglichkeit<br />
- Heizen, Kühlen<br />
- Be- Entfeuchtung<br />
Wärmeschutz<br />
- Zugluft<br />
~ Luftqualität<br />
Brandschutz<br />
- <strong>de</strong>finierter Außenluftstrom<br />
- Trennung Au- Fortluftströme<br />
- Luftfilterung<br />
- Hygiene, Wartung<br />
~ Geräuschpegel<br />
- Ventilatoren<br />
- Windgeräusche<br />
Universität Hannover Fakultät Architektur und Landschaft Institut für Entwerfen und Konstruieren Abtl. TGA Quelle: Prof. Dr.-Ing. Dr. Dirk Roth, Bohne LTG Folie Stuttgart 52004
Muss<br />
<strong>Dezentrale</strong> <strong>Luftbehandlung</strong><br />
Kann<br />
Fraglich<br />
Heizen<br />
Frostschutz<br />
Zuluft auf<br />
Raumtemperatur<br />
mit Lüftung heizen,<br />
statische Raumheizung<br />
Heizen nachts mit<br />
Außenluftbetrieb<br />
Befeuchten<br />
nein<br />
Feuchteregelung<br />
Nachheizung<br />
Hygiene, Komfort?<br />
Kosten für Betrieb,<br />
Energie<br />
Kühlen<br />
nein, wenn Kühllast<br />
durch Außenluft<br />
akzeptabel<br />
Zuluft auf Raumtemp<br />
Raumkühlung<br />
Kühlen mit 7°C<br />
Vorlauftemperatur<br />
Entfeuchten<br />
nein<br />
Vorlauf 7 - 10°C<br />
Kon<strong>de</strong>nsatnetz erf.<br />
Regelung, Nachheizen<br />
Hygiene? Kosten für<br />
Betrieb, Energie<br />
Filtern<br />
Gerätestaubschutz,<br />
F5; Wetterschutz<br />
Verbesserung Zuluft F7-<br />
Filterqualität<br />
Filterüberwachung<br />
WRG<br />
nein<br />
Kreuzstrom-WRG,<br />
Bypass; alternativ zentr.<br />
Abluft-WRG<br />
~ > 0,6 : Vereisung,<br />
Kon<strong>de</strong>nsatnetz erf.<br />
Universität Hannover Fakultät Architektur und Landschaft Institut für Entwerfen und Konstruieren Abtl. TGA Prof. Dr.-Ing. Dirk Bohne Folie 53<br />
Quelle: Dr. Roth, LTG Stuttgart 2004
<strong>Dezentrale</strong> <strong>Luftbehandlung</strong><br />
Ist <strong>de</strong>zentrale Befeuchtung notwendig?<br />
~ keine sicheren Grenzwerte für Minimalfeuchte<br />
~ 30% rF mit gelegentlichen Unterschreitungen<br />
aktuelle Forschungsergebnisse vom Fanger-Institut<br />
- bei 5% und 15% rF über 5h messtechnisch kaum feststellbare<br />
Beeinträchtigungen (Augen, Haut, Atmung) und geringe subjektive<br />
Beschwer<strong>de</strong>n<br />
- Raumlufttemperatur 20 – 22°C<br />
- bei niedrigen Raumtemperaturen und Feuchten ist die empfun<strong>de</strong>ne<br />
Luftqualität am besten<br />
Universität Quelle: Hannover Dr. Roth, Fakultät LTG Architektur Stuttgart und 2004 Landschaft Institut für Entwerfen und Konstruieren Abtl. TGA Prof. Dr.-Ing. Dirk Bohne Folie 54
<strong>Dezentrale</strong> <strong>Luftbehandlung</strong><br />
Sommerliche Kühlung ohne Entfeuchtung<br />
Feuchtepufferung im Raum<br />
Außenluftwechsel bei hohem Wassergehalt <strong>de</strong>r Außenluft<br />
begrenzen<br />
~ kleine Lüfterstufe<br />
~ Lüftung nur bei Anwesenheit<br />
höhere Kühlleistung auch ohne Kon<strong>de</strong>nsation möglich<br />
~ Erhöhung <strong>de</strong>r sensiblen Raumkühlleistung<br />
- durch Beimischung von Raumluft zum Außenluftstrom<br />
- Außenluftstrom bleibt dabei gleich<br />
- Energiebedarf geringer als mit Kon<strong>de</strong>nsation<br />
zentrale Überwachung <strong>de</strong>r KW-Vorlauftemperatur<br />
~ über Taupunkt <strong>de</strong>r Außenluft<br />
Quelle: Dr. Roth, LTG Stuttgart 2004<br />
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<strong>Dezentrale</strong> <strong>Luftbehandlung</strong><br />
Quelle: Dr. Roth, LTG Stuttgart 2004<br />
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<strong>Dezentrale</strong> <strong>Luftbehandlung</strong><br />
Klappe bleibt / wird 100% geöffnet<br />
Ventilator erhöht die Drehzahl<br />
wird <strong>de</strong>r Unterdruck zu groß wird Ventilator abgeschaltet und Klappe<br />
geschlossen<br />
Quelle: Dr. Roth, LTG Stuttgart 2004<br />
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<strong>Dezentrale</strong> <strong>Luftbehandlung</strong><br />
Ventilator senkt Drehzahl<br />
Klappe drosselt Volumenstrom bis Vsoll erreicht<br />
Quelle: Dr. Roth, LTG Stuttgart 2004<br />
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Quelle: Dr. Roth, LTG Stuttgart 2004<br />
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<strong>Dezentrale</strong> <strong>Luftbehandlung</strong><br />
Quelle: Dr. Roth, LTG Stuttgart 2004<br />
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<strong>Dezentrale</strong> <strong>Luftbehandlung</strong><br />
Einsatzgrenzen <strong>de</strong>zentraler mech. Lüftung<br />
keine verkleinerte Abbildung einer zentralen Klimaanlage<br />
~ Kombination mit zentraler Lüftung erfor<strong>de</strong>rlich, bei<br />
~ schlechter Außenluftqualität in unteren Geschossen<br />
~ innenliegen<strong>de</strong>n Räumen<br />
wirtschaftliche Aspekte<br />
~ prinzipiell höhere Wartungskosten können durch geringere<br />
Energiekosten (mehr als) ausgeglichen wer<strong>de</strong>n<br />
~ prinzipiell höhere Investitionskosten <strong>de</strong>zentraler Lüftungsgeräte im<br />
Vergleich zu Lüftungszentralen können durch<br />
- Wegfall <strong>de</strong>r Luftverteilung (Luftleitungen, Luftdurchlässe)<br />
- Einsparungen an Technikräumen, Funktionsflächen<br />
(mehr als) ausgeglichen wer<strong>de</strong>n<br />
Universität Hannover Fakultät Architektur und Landschaft Institut für Entwerfen und Konstruieren Abtl. TGA Prof. Dr.-Ing. Dirk Bohne Folie 61<br />
Quelle: Dr. Roth, LTG Stuttgart 2004
<strong>Dezentrale</strong> <strong>Luftbehandlung</strong><br />
Quelle: Dr. Roth, LTG Stuttgart 2004<br />
Universität Hannover Fakultät Architektur und Landschaft Institut für Entwerfen und Konstruieren Abtl. TGA Prof. Dr.-Ing. Dirk Bohne Folie 62
<strong>Dezentrale</strong> <strong>Luftbehandlung</strong><br />
Quelle: Dr. Roth, LTG Stuttgart 2004<br />
Universität Hannover Fakultät Architektur und Landschaft Institut für Entwerfen und Konstruieren Abtl. TGA Prof. Dr.-Ing. Dirk Bohne Folie 63
<strong>Dezentrale</strong> <strong>Luftbehandlung</strong><br />
Quelle: Dr. Roth, LTG Stuttgart 2004<br />
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