Verbesserte Raumdurchdringung

Mit den Nachteilen der alten Induktionsgeräte machen die HFVsf-Geräte Schluss, denn sie vereinen die Vorteile der zuvor beschriebenen Prinzipien: Bei der Misch-Quelllüftung wird die Luft im Normalbetrieb nicht gegen die Fensterfront, sondern schräg nach oben in den Raum ausgeblasen. Das führt im Kühlbetrieb zu einer starken Vermischung der kalten Zuluft mit der warmen Luft in Fassadennähe, so dass bereits bei einer geringen Luftgeschwindigkeit die Zieltemperatur erreicht werden kann. Die Misch-Quelllüftung wirkt außerdem einer Temperaturschichtung entgegen. Ist jedoch ein besonders intensives Lüften, Kühlen oder Aufheizen des Raums erforderlich – etwa bei einer Besprechung – können die Geräte zusätzlich Luft über die Gerätefront ausblasen. Noch intensiver arbeitet der „Boost-Modus“ bei dem sich eine zusätzliche Düsenreihe öffnet und alle Strömungswege im Gerät aktiviert werden. Weil hier die maximale Primärleistung und auch die maximale Sekundärleistung des Gerätes abgerufen werden, lässt sich beispielsweise nach einem kalten Wochenende am Montagmorgen schnell die Wunschtemperatur herstellen. Da sich eine Quellluftströmung und eine Misch-Quelllüftung hier schichtenweise überlagern ist selbst dann ein guter Komfort möglich.

Vielversprechendes Einsparpotenzial

Die Vorteile und Möglichkeiten der neuen Gerätegeneration haben Lorson neugierig gemacht. „Dass der Primärluftstrom geregelt werden kann, stellt eine deutliche Verbesserung dar. Mit diesen Geräten können wir vor allem Luft sparen, wenn Einzelbüros bei Dienstreisen und im Urlaub leer stehen, Großraumbüros nicht komplett genutzt werden oder Besprechungsräume nicht oder nicht voll belegt sind.“ Dazu kommt, dass die neuen Geräte mit einem geringeren Druck im Lüftungsnetz arbeiten können. Zu den mittelfristigen Sanierungsplänen zählt daher, die alten Induktionsgeräte gegen neue mit der „smart flow“-Technik zu tauschen. Doch bevor ein solcher Schritt gemacht wird, wollte Bosch den Spareffekt gesichert wissen, immerhin geht es allein im sogenannten „Hochhaus“ des Bürokomplexes auf der Schillerhöhe um den Austausch von etwa 1 500 Geräten. Daher wählte Lorson ein Einzelbüro und einen Besprechungsraum für einen Test aus.

Das Einzelbüro ist knapp 30 m² groß und verfügt über drei Induktionsgeräte, die jeweils bis zu 85 m³ Luft pro Stunde einbringen können. So ist auch bei kleinen Besprechungen sichergestellt, dass genügend Zuluft in den Raum gelangt. Auch die dauerhafte Nutzung durch mehrere Personen wäre möglich. Der Besprechungsraum ist etwas größer und für 14 Teilnehmer ausgelegt. Hier finden sechs Induktionsgeräte Platz. beide Räume sind nicht rechteckig, sondern trapezförmig. Daniel Nack, Entwickler im Bereich Raumlufttechnik bei LTG: „Aufgrund der ungewöhnlichen Geometrie war es für uns interessant, diese Räume für den Test zu nutzen.“ Die Messungen im LTGLabor fanden mit rechteckigen Grundrissen statt, daher ließ sich an der anderen Raumgeometrie die Eignung für ungewöhnliche Einbausituationen testen. Das Resultat: Auch die in den spitzen Winkeln montierten Geräte tragen wie gewünscht zu einer Raumluftströmung mit fassadennaher Mischzone und einer impulsarmen Verdrängungsströmung in die Raumtiefe bei. An der Geräteanordnung oder -konzeption musste nichts geändert werden.

In dem Einzelbüro ist nun ein Präsenzmelder eingebaut. Wenn das Büro leer steht, kann die von den drei Induktionsgeräten bereitgestellte Luftmenge auf unter 100 m³/h reduziert werden, diese Menge ist ausreichend, um äußere Lasten abzuführen und eine Grundlüftung vorzunehmen. Wird das Büro genutzt, liefern die Geräte gute 200 m³/h, was der gleichen Luftwechselrate wie mit den alten Geräten entspricht. Aufgrund der optimierten Verteilung der Luftmengen (40 % über Primärluftauslass, 60 % über Misch-Quellluft-Auslass) beträgt die maximale Luftgeschwindigkeit im Aufenthaltsbereich
weniger als 17 cm/s.

Im Besprechungsraum ist ein CO2-Sensor angebracht, so dass die Leistung der sechs Induktionsgeräte stetig dem Bedarf angepasst werden kann. Dementsprechend variiert die Luftmenge hier zwischen etwa 100 und 500 m³/h. Zum Vergleich: Die alten Geräte beförderten konstant 444 m³/h in den Raum. Zugunsten einer hohen Effizienz wird der größte Teil der Luft über die Quellluftöffnung in den Raum gebracht, ohne dass es dabei zu einem unangenehmen Luftzug kommt. Messungen ergaben im Aufenthaltsbereich eine maximale Luftgeschwindigkeit von 16,7 cm/s in Kopfhöhe und höchstens 21,1 cm/s am Boden. Die Strömungsbilder und der thermische Komfort mit den neuen Geräten sind – trotz der etwas höheren Luftmengen im Volllastfall – mit dem früheren Zustand vergleichbar.

Neben der Anpassung der Luftmenge konnte LTG im Labor weiteres Sparpotenzial ausmachen: Bei der heute bei Bosch verwendeten Anlage wird der Durchfluss durch die Wärmetauscher der Vier-Leiter-Induktionsgeräte mit pneumatischen Klappen geregelt. Aufgrund des Alters sind manche dieser Klappen jedoch undicht. Nack zu den Messungen: „Wir haben ein Gerät aus dem Jahr 1968 auf den Prüfstand geholt und festgestellt, dass weder der Warm- noch der Kaltwasserwärmetauscher durch die Luftklappe komplett dicht abschließen. Das gemessene Gerät verschwendet demnach durch das gleichzeitige Heizen und Kühlen im Extremfall über 400 Watt thermische Leistung.“ Die neue Gerätegeneration arbeitet mit elektrisch angetriebenen Ventilen am Wärmetauscher, so dass eine höhere Zuverlässigkeit gegeben ist. Zusätzlich bietet das den Vorteil, dass der kosten- sowie wartungsintensive Betrieb des Pneumatik-Netzes bei einem Wechsel auf die neue Gerätegeneration entfallen kann.

Luftförderkosten unter die Hälfte drücken

Aus der bedarfsabhängigen Regelung ergibt sich bereits ein großes Sparpotenzial: Wenn die Büronutzer nicht alle anwesend sind, kann die Luftmenge reduziert werden. Lorson rechnet mit einer um etwa 30 % geringeren Luftmenge in den Besprechungsräumen. Auch in den Büros würde sich der Luftbedarf verringern, schätzungsweise um ein Fünftel. Das mindert die (auch bei Wärmerückgewinnung anfallenden) abluftbedingten Wärmeverluste und senkt den Stromverbrauch der Zentralluftgeräte. Optional können die Induktionsgeräte auch ganz abgeschaltet werden. Ein weiterer Vorzug der neuen „smart flow“-Geräte ist, dass sie sich mit einen Druck von nur 100 Pa betreiben lassen, während die alten, vor Jahrzehnten bei Bosch installierten Modelle 260 Pa benötigen. Die Druckreduzierung alleine bewirkt bereits eine Halbierung der Luftförderkosten. Rechnet man weitere Optimierungsmaßnahmen ein, wie die Reduzierung des Drucks im Heizungs- und Kaltwassernetz, kann von einer Energieeinsparung bei Luftförderung, Heizung und Klimakälte von zusammen bis zu 40 % ausgegangen werden. Für Lorson steht daher fest: „Wir werden die Sanierung in den kommenden Jahren durchführen“. Geplant ist, Stockwerk für Stockwerk von oben nach unten vorzugehen. Das hat den Vorteil, dass der Druck im Hauptstrang etagenweise auf die dann erforderlichen 100 Pa reduziert werden kann. „Erst wenn eine komplette Etage umgerüstet ist, werden wir die konkreten Energieeinsparungen messen können“, weiß der Gruppenleiter im Facility Management. Entsprechend könnte auch die Amortisationszeit anders ausfallen als die heute geschätzten vier Jahre. „Wir sind aber zuversichtlich, mit den neuen Induktionsgeräten wesentliche Energieeinsparungen und gleichzeitig eine gute Rendite unserer aufgewendeten Investitionen erreichen zu können.“