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Die bedarfsgeführte Lüftung

Die bedarfsgeführte Lüftung

Die ideale Lösung für Innenraumluftqualität und Energieeinsparung

Es ist allgemein bekannt, dass die meisten Wasserversorgungeinrichtungen nur auf Abruf Wasser liefern und nicht permanent. So, warum sollte es für die Luftverteilung anders sein, wenn jeder Kubikmeter frische Luft während der Heizperiode erhebliche ökonomische und ökologische Kosten verursacht?

Die Idee der bedarfsgeführten Lüftung beruht auf dem Prinzip, dem Bewohner zur richtigen Zeit und  im richtigen Raum die richtige Menge an frischer Luft zu liefern. Mit einer intelligenten Luftvolumenstromsteuerung werden Energieeinsparungen zu Zeiten, in denen die Notwendigkeit für die Belüftung geringer ist (was mehr als der Hälfte der Zeit entspricht), erreicht. Dagegen wird zeitnah der Luftwechsel erhöht wenn die Feuchte steigt (Duschen) oder gekocht wird.

In jedem Moment bietet die bedarfsgeführte Wohnungslüftung eine Optimierung der Innenraumluftqualität und eine Senkung des Heizverbrauchs, ganz automatisch. Jedes Aereco System basiert auf diesem Konzept, welches noch weitere Vorteile bietet.

 

 

Optimierter Luftaustausch für mehr Wohnkomfort und Reduzierung des Heizwärmebedarfs

Die Aereco Lüftungssysteme zeichnen sich durch eine permanente Anpassung der Volumenströme am Bedarf aus; sie passen automatisch den Luftaustausch der Belegung und Nutzung der Räume durch die Erfassung der relevanten Lüftungsführungsgrößen an: Relative Raumluftfeuchte, CO2-Konzentration, VOC-Konzentration, Präsenz.
Somit werden die Lüftungswärmeverluste im Gebäude minimiert, da schwächer benutzte Räume weniger und stärker benutzte Räume mehr be- bzw. entlüftet werden. Somit findet eine  bedarfsgeführte Lüftung bei Tag wie auch bei Nacht statt.

 

Schutz gegen Schimmelbildung

Eine zu hohe Luftfeuchtigkeit  in der Wohnung erhöht das Risiko von Staubmilbenbefall. Es kann zu überhöhten Raumluftfeuchten und Kondensat an kühlen Oberflächen führen; das sind vorausgehende Faktoren für Pilzbefall und starke Vermehrung von Bakterien. Aereco feuchtegeführte Abluftelemente erfassen automatisch einen Anstieg der Innenraumluftfeuchte und sorgen dafür, dass die verbrauchte feuchte Luft abtransportiert wird. Dies vermeidet eine mögliche Schimmelbildung in Folge einer mangelnden Lüftung der Räume.

 

Zahlreiche weitere Vorteile

Dank der Reduzierung der Luftwechselrate bietet die bedarfsgeführte Wohnungslüftung zahlreiche indirekte Vorteile neben einer permaneten Optimierung der Raumluftqualität und Energieeinsparungen:

 

v4a-whole-house-exhaust-fan-ventilation Reduzierung des Elektroverbrauches

Dank der Reduzierung der Luftwechselrate läuft der Ventilator auf einer niedrigeren Betriebsstufe; somit wird der Stromverbrauch des Ventilatores reduziert. Dieser Aspekt ist ein klarer Vorteil der Aereco bedarfsgeführten Wohnungslüftung im Vergleich zu klassischen Zu- und Abluftanlagen mit WRG. Die Ventilatoren letzteren Anlagen besitzen zwei Motoren, die auf einer höheren Betriebsstufe laufen (höhere durchschnittliche Luftwechselrate) und die in Hinsicht auf die Primärenergiebilanz klar im Nachteil sind.

 

demand-controlled-ventilation-less-clogging-of-filters-air-ducts-and-terminals Weniger Verschmutzungen in Filter, Leitung und Element

Die durchschnittliche Reduzierung der Luftwechselrate führt auch zu einer Reduzierung der Verschmutzungen, die in Filter, Leitung oder am Element stattfinden kann. Somit ist der Aufwand für die Reinigung der Leitungen und Filter sowie der Elektroverbrauch des Lüftungsgeräts reduziert.

 

demand-controlled-ventilation-increased-life-of-demand-controlled-exhaust-fans Verlängerte Lebensdauer der Lüftungsgeräte

Durch den reduzierten Luftwechsel wird auch das Lüftungsgerät nicht so stark beansprucht, was wiederum seine Lebensdauer erhöhen kann. Die Lebensdauer eines Lüftungsgeräts ist unter anderem davon abhängig in welcher Betriebsstufe es läuft.

 

demand-controlled-ventilation-greater-availability-of-pressure-and-airflow-for-terminals Balancierte Unterdruckverhältnisse für eine permanente Sicherstellung der Entlüftung

In der Zentralentlüftungsanlage im MFH stellt die Bedarfssteuerung an jedem Abluftelement sicher, dass es nicht zu einer Überlastung der Leitungen mit unnötig abgesaugten Luftmengen kommt; dies wäre bei konstanten Abluftanlagen oder Einzelraumlüftern ohne Bedarfssteuerung der Fall. Somit entlasten Räume mit einem geringeren Bedarf an Luftabsaugung die Luftleitung während Räume mit einer höheren Luftverschmutzung effizient entlüftet werden können.

 

demand-controlled-ventilation-reduced-size-of-air-ductwork Platzersparnis dank reduziertem Durchmesser der Leitung

Dank der Bedarfssteuerung kann der Durchmesser der Luftleitung reduziert werden. Das Prinzip der Entlastung der Leitungen konnte von Aereco in zahlreichen in-situ Prüfungen festgestellt werden. Die Luftleitung kann kleiner als die Gesamtsumme der maximalen Luftmengen dimensioniert werden.

 

Vorteile

Durch die permanente Anpassung des Luftwechsels an den Bedarf, ermöglichen es Aereco Lüftungssysteme die Lüftungswärmeverluste auf ein Minimum zu reduzieren, die Luftqualität permanent zu optimieren sowie für eine Vermeidung von Schimmelbildung zu sorgen.

Von Aereco 1984 erfunden, ist die feuchtegeführte Lüftung nach wie vor eine der effizientesten Lüftungstechniken im Wohn- und Nichtwohnbau.

Ein Aktivierungsmodus für jeden Verschmutzer

Richtig lüften: Dieses Konzept verbindet alle Aereco Lüftungssysteme. Aereco Lüftungskomponenten werden in unterschiedlichen Arten gesteuert; je nach Raum und Bedarfsfall. Die hauptsächlichen Aktivierungsmodi der Aereco Produkten sind:

 

Feuchteführung

Prinzip: ständige Optimierung des Volumenstroms in Abhängigkeit von der relativen Luftfeuchtigkeit.

Faktischer Motor der feuchtegeführten Zu- und Abluftelemente ist der Sensor V8. Ein bekanntes Phänomen kommt hierbei zum Einsatz: die natürliche Eigenschaft bestimmter Stoffe, ihre Länge in Abhängigkeit der Feuchte zu verändern. Steigt die Luftfeuchtigkeit, dehnt sich der Stoff aus; sinkt die Luftfeuchtigkeit, zieht er sich zusammen. Durch dieses Prinzip bewegen die 8 Bänder des V8 Sensors eine oder mehrere Klappen. Sie bestimmen so den Luftstrom in Abhängigkeit der relativen Raumluftfeuchte des entsprechenden Raumes. Je höher die Luftfeuchtigkeit ist, desto weiter sind die Klappen geöffnet. Der V8 Sensor ist von der Außenluftzufuhr thermisch entkoppelt; er misst nur die relative Luftfeuchte im Raum. Deshalb agieren die Öffnungsklappen unabhängig von den äußeren Wetterbedingungen.

Die Technologie der Feuchteführung von Zu- und Abluftelementen wird in Räumen, in denen die relative Luftfeuchtigkeit ein Indikator für Luftverschmutzung ist, angewandt.

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The hand presses the buttonManuelle Betätigung der Intensivlüftung

Prinzip: Der Nutzer erhält die Möglichkeit die Luftmengen kurzzeitig zu erhöhen, um intensive Gerüche in möglichst kurzer Zeit abzuführen. 

Wenn die Luftfeuchtigkeit als Maß für die Menge der benötigten Luft nicht geeignet ist, den Verschmutzungsgrad der Luft festzustellen (Gerüche in der Toilette,…), kann der Bewohner manuell eine Intensivlüftung auslösen. Dadurch wird zeitlich begrenzt mehr Luft am Abluftelement abgesaugt, um die vorhandenen Gerüche rasch zu beseitigen. Diese Intensivlüftung kann elektrisch mit einem Taster („on-off switch“ Version) oder über eine Leine ausgelöst werden. Diese Funktion kann auch eine Feuchteführung am Abluftelement ergänzen. Diese Intensivlüftung erfolgt in Räumen, in denen nicht nur die Feuchtigkeit den Verschmutzungsgrad der Luft widerspiegelt.

 

 

Fotolia_6952138_M__-Monkey-Business-e1326124069224Automatische Aktivierung der Intensivlüftung durch Präsenzerfasser

Prinzip: automatische Aktivierung der Intensivlüftung durch Präsenzerfassung.

Die Bewegung einer Person reicht aus, um automatisch die Intensivlüftung über einen Sensor auszulösen. Dabei wird die Klappe des Abluftelementes geöffnet. Diese Weise der Intensivlüftung wird eingesetzt, wenn die Luftfeuchtigkeit nicht geeignet ist um den Verschmutzungsgrad der Luft festzustellen (Gerüche in der Toilette, Benutzung der Büros, usw.). Dieser Sensor kann ebenso in Abluftelementen eingesetzt werden um eine Verringerung des Energieverbrauchs zu erreichen, wenn z.B. Personen ihr Büro verlassen.

 

BXC_COVLuftmengensteuerung durch CO2 oder VOC-Sensoren

Prinzip: ständige Optimierung des Volumenstroms in Abhängigkeit von der CO2- oder VOC-Konzentration.

Beide Sensoren arbeiten ähnlich: der gewünschte Öffnungsquerschnitt wird bei der Installation eingestellt. Befindet sich die CO2- (oder VOC)- Konzentration unterhalb dieses Schwellenwertes, so sichert das Abluftelement eine Grundlüftung. Erreicht die CO2- (oder VOC)-Konzentration den eingestellten Wert, so öffnet sich die Klappe des Abluftelementes automatisch weiter.

 

 

Parameter der bedarfsgeführten Lüftung

Die Bedarfsführung ermöglicht eine Anpassung der Luftmengen an den Bedarf. Die Auswahl der geeigneten Führungsgröße zur Ermittlung dieses Bedarfs hängt vom Raumtyp sowie von der Raumnutzung ab. Für eine einfache Übersicht, soll die nachfolgende Tabelle eine kleine Hilfestellung geben:

 

Feuchtigkeit Präsenz Feuchtigkeit + Präsenz konstantes Element
Wohnungsbau
Küche ++++ ++
Bad ++++ ++++
WC ++ ++++ +++
Bad mit WC ++++ + ++++
HWR + ++++ ++++
Schulen / Kita
Klassenräume +++ +++
Waschräume / Toiletten ++++ ++++ +++
Büros ++
Büros +++ +++ ++
Meetingräume +++ +++ +
Fitnesscenter
Umkleidekabinen ++++ +++ +++
Duschen ++++ ++++
Boote
Kabinen (Bad – WC) ++++ ++ ++
Mobile Homes
Küche ++ ++
Bad mit WC ++++ + +

 

CO2 VOC Fernbedienung
Wohnungsbau
Küche ++ +++
Bad +
WC ++ +++
Bad mit WC ++
HWR +++ ++
Schule / Kita
Klassenraum ++++ ++++ ++++
Waschraum / WC ++ +++
Bürogebäude
Büros ++++ ++++ ++++
Meetingräume ++++ ++++ ++++
Fitnesscenter
Umkleidekabinen ++++ ++++
Duschen + ++
Boote
Kabinen (Bad – WC) ++++ +++
Mobile Homes
Küche +++ +++
Bad und WC +++ ++++

 

 

Feuchtegeführte Lüftung

Die mechanische feuchtegeführte Lüftung wurde 1984 von Aereco erfunden. Die feuchtegeführten Sensoren in den Außenluftdurchlässen und Abluftelementen erfassen die relative Raumluftfeuchte automatisch und regeln mechanisch den Öffnungsquerschnitt des Elementes – ganz ohne externe Hilfsenergie.

Vergleich zwischen eines Aereco bedarfsgeführten Abluftsystems und einer klassischen Zu- und Abluftanlage mit WRG

Das Aereco bedarfsgeführte Abluftsystem: eine effiziente und kostengünstige Alternative zur klassischen Zu- und Abluftanlage mit WRG

Das Fraunhofer Institut für Bauphysik (Holzkirchen) hat in den letzten Jahren die Gesamtenergieeffizienz unterschiedlicher Lüftungssysteme miteinander verglichen: 2008 (Wohnung im MFH, Sanierung) und 2010 (Einfamilienhaus, Neubau nach EnEV 2009) wurde die Gesamtenergieeffizienz der Aereco bedarfsgeführten Lüftungsanlage sowie einer Zu- und Abluftanlage mit Wärmerückgewinnung (80% und 93% WRG) erforscht.

Unter denselben Rahmenbedingungen wurden der Energiebedarf für Lüftungswärme, Transmissionswärme, der Anteil für Strom sowie für das (nur WRG) Vorheizregister gemessen und berechnet. In einem nächsten Schritt wurden auch die unterschiedlichen Energieanteile mit den entsprechenden Primärenergiefaktoren versehen.

 

Fraunhofer-vignetteDie Randbedingungen

Für die Wohnung:

Die Vergleichsberechnungen zwischen den Lüftungssystemen werden anhand einer 75 m² großen Modellwohnung (3-Personen Haushalt) durchgeführt. Der U-Wert des Wandaufbaus liegt bei 0,25 W/m²K. Als Außenklima wird Hof als kaltes Klima in Deutschland angesetzt. Die Innentemperatur beträgt 21°C. Es wird von einer typischen internen Feuchtelast eines 3-Personen Haushaltes ausgegangen. Die Berechnungen wurden für drei Jahre durchgeführt.

Für das EFH:

Die Vergleichsberechnungen zwischen den Lüftungssystemen werden anhand eines nach EnEV 2009 neugebauten 205 m² großes EFH (5-Personen Haushalt) durchgeführt. Der U-Wert des Wandaufbaus liegt bei 0,25 W/m²K. Als Außenklima wird Hof als kaltes Klima in Deutschland angesetzt. Die Innentemperatur beträgt 20°C. Es wird von einer typischen internen Feuchtelast eines 5-Personen Haushaltes ausgegangen. Die Berechnungen wurden für zwei Jahre durchgeführt.

 

Ergebnisse

Unter Annahme der Energiekosten im August 2008 (0,19€/ kWh für Strom, 0,07€/ kWh für Öl bzw. Gas) entspricht der Unterschied im Gesamtenergiebedarf 47 € pro Heizperiode zu einer Zu- und Abluftanlage mit WRG (80%) für eine sanierte Wohnung.

Für den Neubau eines EFH nach EnEV 2009 ist sogar die Aereco bedarfsgeführte Wohnungslüftung kostengünstiger im Betrieb: Der Unterschied beträgt hier -24 € pro Heizperiode (Berechnung Stand 2011 mit 0,22€ / kWh Strom, 0,07€/ kWh für Öl bzw. Gas) zu einer Zu- und Abluftanlage mit 93% WRG!

Besonders interessant, wenn man bedenkt, dass die Aereco Lüftung maximal 50% einer Zu- und Abluftanlage mit Wärmerückgewinnung kostet!

Die zwei umfassenden Untersuchungen des Fraunhofer Instituts für Bauphysik erhalten Sie gerne auf Anfrage: marketing@aereco.de.

Ein weiterer Vorteil: Reduzierung des CO2-Ausstoßes

Bemerkenswert dabei ist, dass die Zu- und Abluftanlage mit WRG 80% einen höheren Primärenergiebedarf aufweisen kann als die feuchtegeführte Abluftanlage, also primärenergetisch schlechter als eine Abluftanlage sein kann! Verantwortlich für diesen Umkehrschluss ist der hohe Stromanteil für den Antrieb der Ventilatoren und das notwendige Vorheizregister mit dem PE-Faktor 2,6 (Stand Studie 2008: 2,7).

Fazit: eine Zu- und Abluftanlage mit WRG 80 % ist gerade beim Einsatz von erneuerbaren Energien primärenergetisch schlechter als eine Abluftanlage!

 

Innenraumluftqualität

Diese Untersuchung hat auch bewiesen, dass der Einsatz eines Aereco feuchtegeführten Abluftsystems es ermöglicht, die CO2-Konzentration unter den Wert von 1200 ppm in der Wohnung zu halten (siehe unten).

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Der thermische Koeffizient eines feuchtegeführten Außenluftdurchlasses

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Die Beherrschung der Temperatur am Feuchte-Sensor für ein gutes Funktionieren

Der Öffnungsquerschnitt des Aussenluftdurchlasses wird über die am Sensor direkt erfasste Luftfeuchtigkeit bestimmt. Dieser Wert kann aber davon abweichen, je nach Platzierungsort des ALD: für einen gleichen absoluten Luftfeuchtigkeitswert variiert die relative Raumluftfeuchte in Abhängigkeit der Temperatur. Die Temperatur am Sensor selbst spielt also eine äußerst wichtige Rolle in Bezug auf die erfasste relative Raumluftfeuchte. Es ist also äußerst wichtig eine Temperaturkonstanz zu erreichen um ein optimales Funktionieren der Regelung zu gewährleisten, unabhängig von Wetterbedingungen (Außentemperatur und Luftfeuchte). Demzufolge wird die Regelung nur der inneren relativen Raumluftfeuchte angepasst.

 

Die Bedeutung eines „guten“ thermischen Koeffizienten

Der thermische Koeffizient tK wird wie folgt bestimmt: Tsensor = Tinnen – tK x (Tinnen – Taußen)

T = Temperatur in oC

Viele Jahre Forschung haben es möglich gemacht einen idealen thermischen Koeffizienten zu erreichen. Mit einem Wert von 0,3 können die feuchtegeregelten Außenluftdurchlässe das ganze Jahr über funktionieren und auf die kleinste relative Änderung der Raumluftfeuchte reagieren. Im Winter, wenn die relative Raumluftfeuchte niedrig ist, sind die Öffnungsklappen geschlossen und bei einer Veränderung dieser Raumluftfeuchte bereit zu reagieren. Mit einem höheren Wert (z.B. 0,4) wäre die Temperatur des Sensors im Winter zu niedrig; so wird eine zu hohe relative Raumluftfeuchte erfasst und führt dazu, dass sich die Öffnungsklappe zu weit öffnet, auch wenn die relative Raumluftfeuchte im Raum niedrig ist. Seine Veränderungsmöglichkeiten sind somit gering und führen zu erhöhten Wärmeverlusten. Eine zu niedrige Temperatur des Sensors kann sogar zu einer enormen Vergrößerung der Hysterese führen (Unterschied zwischen der Erhöhung und dem Sinken der relativen Raumluftfeuchte, was eine Bestimmung des Öffnungsquerschnitts abhängig von einer bestimmten relativen Raumluftfeuchte unmöglich macht).

 

Die Folgen eines zu hohen thermischen Koeffizients

Mit einem höheren thermischen Koeffizienzwert (Tk> 0,32) aufgrund einer mangelhaften thermischen Abkopplung des Sensors gegenüber der Außenluft wäre die Temperatur am Sensor im Winter zu niedrig. So würde der Sensor zu hohe Feuchtigkeitswerte erfassen, die einen zu hohen Öffnungsquerschnitt des Elements bewirken würden, auch dann wenn die relative Feuchtigkeit im Raum gering ist. Seine Regelungskapazität wäre dann sehr reduziert, sogar gleich null. Ein schlechter thermischer Koeffizient würde die Wärmeverluste, insbesondere durch zu hohe Luftnachströmung erhöhen, und würde auch die Luftqualität in den belegten und benutzten Räumen (Luftvolumenstrom wäre nicht dem Bedarf angepasst) nicht verbessern. Darüber hinaus würde eine zu niedrige Temperatur am Sensor zu einer starken Zunahme der Hysterese (Kurvenverlaufsunterschied zwischen dem Öffnen und dem Schließen der Klappe in Abhängigkeit der relativen Raumluftfeuchte) führen, die es unmöglich machen würde, eine einheitliche Schieberstellung für eine gegebene relative Feuchtigkeit festzulegen.

Für ein besseres Verständnis der Korrelation zwischen der relativen Raumluftfeuchte und der Temperatur, siehe auch das Mollier h-x-Diagramm.