Klimaanlagen: Drehzahlregulierung
Auf einen Blick
Energieeffizienz
Bundesweit
Kurzfristig (bis 2 Monate)
Gering
Beschreibung
Der Energieverbrauch setzt sich aus den folgenden Teilen zusammen: Transportenergie, Heizung und Kühlung, Luftbefeuchtung, Luftentfeuchtung, Wartung. Die Analyse des Volumenstrom ist also eine wichtige Vorgehensweise bei der Reduzierung des Energieverbrauchs einer HLK-Anlage.
Da viele Anlagen auf einen fixen Nennvolumenstrom ausgelegt wurden, wird ständig Luft zu den Verbrauchern transportiert, unabhängig vom derzeitigen Verbrauch. Der volle Nennvolumenstrom wird allerdings selten in einer Anlage benötigt. Eine Regulierung des Volumenstroms kann hier große Energieeinsparungen bringen.
Empfehlung zur Optimierung
Praxiserfahrungen haben gezeigt, dass der Energieverbrauch einer Anlage durch bedarfsorientierte Steuerung des Volumenstroms, signifikant reduziert werden kann. Zur Regelung des Volumenstroms wird ein Regelparameter benötigt, welcher anwendungsspezifisch ausgesucht wird und relativ leicht zu messen ist. Regelparameter können sein:
Wenn weitere Emissionen bekannt sind, können weitere Sensoren hinzugefügt werden, welche die Konzentration eines bestimmten Stoffes messen können (z. B. CO-Sensoren). Wenn die komplette Heizung bzw. Kühlung von derselben Anlage abgewickelt wird, können folgende Sensoren verwendet werden (auch in Kombination mit anderen Sensoren möglich): Lufttemperaturmesser, Luftfeuchtigkeitsmesser.
Um die erhaltenen Signale optimal verarbeiten zu können, muss ein Hilfssystem, welches dann die Antriebe steuert, installiert werden. Eine Regelung des Volumenstroms kann durchgeführt werden mit: Drehzahlregelung (Variable Speed Drive), Drosselregelung, Drallregelung, Bypass-Regelung. Drossel- und Bypass-Regelung haben eine schlechte Energieeffizienz. Drallregelungen sind hauptsächlich für axiale Ventilatoren, welche in HLK-Anlagen nicht oft verwendet werden. Für die Drehzahlregelung werden Frequenzumrichter (FU) in Kombination mit Elektromotoren verwendet (über 10 kW Asynchron- oder Synchronmotoren). Der Frequenzumrichter reguliert den Volumenstrom über die Leistung des Motors, welcher den Ventilator antreibt. Frequenzumrichter können an fast allen Motoren nachgerüstet werden. Ein System mit bedarfsorientierter Steuerung des Volumenstroms kann, gegenüber einem System mit starrem Volumenstrom bis zu 80 % der Energie sparen.
| Relevante technische Überlegungen | Um eine Reduktion des Volumenstroms durchführen zu können, muss der minimal benötigte Volumenstrom erst ermittelt werden. Gemäß EN 16798 setzt sich der minimale Volumenstrom zusammen aus: |
| Wirtschaftlichkeit | VSD-System: etwa 500 EUR/kW CO2-Sensors: 100 – 200 EUR Bewegungsmelder: bis zu 100 EUR |
| Energieeinsparungen | Die Energieeinsparungen sind eng mit der geringeren elektrischen Leistung verbunden, die für den Betrieb des Systems erforderlich ist (10 – 15 % weniger). |
| Wirtschaftliche Einsparungen | Verminderung der Stromrechnung |
| Durchschnittliche Amortisationszeit | < 3 Jahre |
| Emissionen | Die Emissionen hängen von den Eigenschaften des Kältemittels ab. |
| Vorteile für die Umwelt | Der Energieverbrauch von Lüftungsanlagen setzt sich je nach Systemkonfiguration aus Strom (für Lüftung, Lufterwärmung und Befeuchtung), Gas (Lufterwärmung, Befeuchtung) oder Solarthermie (Heizung, Rekuperation/Feuchtigkeitsrückgewinnung) zusammen, die durch die Maßnahme reduziert werden können. Reduktion der CO2-Emissionen durch eine Verringerung des Strombedarfs. |
| Nicht-Energievorteile (Mehrfachnutzen) | |
| Replizierbarkeit | Hoch |
Praxisbeispiel
Installation von Frequenzumrichtern, Firma SALVAGNINI MASCHINENBAU GMBH (Österreich, 2015)
Quellenangabe
Partner
Gear@SME
Die Maßnahmenbeschreibung stammt vom Projekt GEAR@SME. Das Projekt lief von 2020 bis 2023 und wurde durch das Horizon-2020-Programm der Europäischen Union gefördert. Zu den 10 Projektpartnern gehört u.a. die Berliner Energieagentur.Website öffnen
Datum
Zuletzt geändert am 11. Oktober 2023Verwandte Artikel
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