Individuell und energiesparend heizen und lüften

Zahlreiche Möglichkeiten stehen Bauherren oder Renovierern offen, den eigenen Geldbeutel zu schonen und dauerhaft Energie einzusparen: von einer gedämmten Gebäudehülle über luftdichte Fenster und Türen bis hin zu regenerativen Energien in der Heiztechnik. Am effektivsten ist jedoch der Einsatz von moderner Regelungstechnik, da hier der größte Einspareffekt mit dem geringsten Kostenaufwand erzielt werden kann. Aus diesem Grund haben wir unsere bewährte Produktreihe h,x zur Regelung der Temperatur und Luftfeuchtigkeit in Einzelräumen weiterentwickelt.


Einleitung

Die Einflussfaktoren der thermischen Behaglichkeit werden in einer Vielzahl von internationalen Regelwerken betrachtet. Zusammenfassend sind folgende Faktoren von Bedeutung:

  Luft (Temperatur, Geschwindigkeit und Feuchte) und

  Strahlung (Oberflächentemperaturen, Wärmestrahlung, kurzwellige Strahlung).

  Bekleidung

  Aktivität

 Und bei moderneren Kriterien auch:

  Außenklima und seine Vorgeschichte.

Lufttemperatur und Strahlungstemperatur

Bei einer detaillierten Betrachtung muss jedoch berücksichtigt werden, dass neben der Lufttemperatur auch die Strahlungstemperatur entscheidend den Wärmehaushalt des Menschen beeinflusst. Sie setzt sich aus den Oberflächentemperaturen aller Umschließungsflächen, gewichtet mit den lokalen Einstrahlzahlen (geometrisches Sichtverhältnis zwischen Bauteil und Person) zusammen. Nach der Gewichtung aller Oberflächentemperaturen erhält man eine mittlere Strahlungstemperatur (Ganzraumstrahlungstemperatur).

 

Empfehlungen zur thermischen Behaglichkeit – Sommer

Unterscheidung nach natürlich belüfteten und klimatisierten Gebäuden

 

Neben den bekannten Einflussfaktoren (Bekleidung, Aktivität etc.) ist die Art der Belüftung beziehungsweise Klimatisierung des Gebäudes ein weiteres Kriterium der thermischen Behaglichkeit. Untersuchungen von de Dear & Brager [11] zeigen, dass Nutzer von natürlich belüfteten Wohn oder Bürogebäuden, die die Möglichkeit haben auf ihre Umgebung Einfluss zu nehmen (Fenster öffnen etc.), eine andere Akzeptanz bzw. Toleranz zeigen, als Nutzer in vollklimatisierten Gebäuden (mit zentraler Bereitstellung des Raumklimas ohne individuelle Einflussmöglichkeit).

Fortsetzung passive Maßnahmen:

  • Fensterlüftung bzw. natürliche Lüftung mit der Möglichkeit zur nächtlichen Lüftung
  •  Einsatz von Sonnenschutzverglasung
  •  beweglicher Überhitzungsschutz
  •  Baulicher Sonnenschutz

 

 


Sollwert/Behaglichkeitsfeld in Verbindung mit der h,x-geführten Regelung


SOLLWERT

Heute ist es noch üblich, für den Raumluftzustand einen festen Soll-
wert vorzugeben, z. B. 20 °C, 50 % relative Feuchte. Aufgabe der
Regelung ist es nun, durch das Zusammenspiel der Baugruppen diesen Sollwert zu erreichen.

Behaglichkeitsfeld

Neue innovative Verfahren arbeiten mit einem so genannten Behag-
lichkeitsfeld als Sollwert. Es gibt im Wesentlichen zwei Gründe, warum ein Feld als Sollwert eingesetzt wird.
1. Behaglichkeitsempfinden: Optimale Arbeitsbedingungen herrschen
     nicht nur bei einem bestimmten Sollwert für Raumtemperatur und
    Raumfeuchte, sondern auch innerhalb einer gewissen Bandbreite
   um den Sollwert. Ein Temperatursollwert von 22 °C und ein               Sollwert für die relative Feuchte von 45 % mit einer Abweichung von z.B. ±2 °C und ±15 % H r.F. sind typisch für den Wohnbereich. Zusätzlich ist es sinnvoll, bei hohen Temperaturen die absolute Feuchte zu begrenzen, sonst wird es zu schwül. Dieser Grenzwert liegt typischerweise bei ungefähr 10 g/kg.
2. Energieeinsparung: Je größer die Fläche des Behaglichkeitsfeldes,
    desto größer die Möglichkeiten zu Energieeinsparungen.

Sollwert/Behaglichkeitsfeld in Verbindung mit der h,x-geführten Regelung

Ausgehend vom Behaglichkeitsfeld lässt sich für die Luftbehandlungs-
funktionen folgendes festlegen:
Der optimale Raumpunkt, der angesteuert werden soll, liegt auf der
Grenze oder im Innern des Behaglichkeitsfeldes bei gleichzeitig ener-
getisch günstigstem Sequenzablauf. Aufgrund des vorkonditionierten
Luftzustandes und des Zuluft-Sollwertes ergibt sich ein Bedarf Heizen, Kühlen, Entfeuchten oder eine Kombination davon. In den Fällen Heizen und Entfeuchten-Nachheizen wird der jeweilige Sollwert identisch mit dem energetisch besten
Eckpunkt des Behaglichkeitsfeldes.
Im Fall nur Kühlen wird der Sollwert durch Projektion des Istwertes
auf die obere Begrenzungslinie des Behaglichkeitsfeldes gewonnen.
Im Fall nur Heizen wird auf die untere Grenze projiziert.
Für den Bereich, in welchem die relative Feuchte die Grenze bildet,
existiert ein Spezialfall. Hier wird der Temperatur-Sollwert entlang der
Relativ-Feuchtelinie geschoben. Dies ergibt einen größeren Heizauf-
wand, dafür muss aber in diesem Bereich nicht gekühlt werden – das
senkt die Kosten, da Heizen normalerweise billiger ist als Kühlen.

 

Das Verfahren der h,x-geführten Regelung nutzt diesen Zusammen-
hang Sollwert und Behaglichkeitsfeld, um einen energetisch optimalen Sequenz-Ablauf zu erzielen.

Lufttrocknung durch Beimischung trockenerer Luft

Bei dieser Methode wird die zu feuchte Luft
(70 %,x = 14 g/kg) mit einer (meist kälteren) Luft gemischt, deren Wasserdampfgehalt wesentlich geringer ist als derjenige von L
Ist die Temperatur der Mischluft tiefer, muss sie anschließend auf den ursprünglichen Temperaturwert nachgewärmt werden.
Nach diesem Prozess ergibt sich ein neuer Luftzustand mit gleicher Temperatur wie Zieltemperatur, jedoch mit reduziertem Wasserdampfgehalt x = 10 g/kg und dadurch auch mit einer tieferen relativen Feuchtigkeit.

Luftdruck

Der Einfluss des Luftdrucks auf die Leistungsabgabe von Heizsystemen hängt von dessen Strahlungsanteil ab. Der Luftdruck wirkt sich nur auf den konvektiv übertragenen Leistungsanteil aus. Für Heizsysteme mit hohem Strahlungsanteil (z.B. 80 %) bedeutet beispielweise ein Luftdruckdruckabfall auf 940 mbar eine Leistungsminderung von maximal 3 %. Bei Systemen mit geringem Strahlungsanteil (z.B. 20 %) von max. 9 %.

Der Luftdruck spielt in der Schifffahrt eine große Rolle, da rasche Luftdruckänderungen meistens schnelle Wetterveränderungen bewirken.

Ein rasches Fallen des Luftdrucks bedeutet in der Mehrzahl der Fälle Starkwind- oder Sturmgefahr. Die Bedeutung der Luftdruckabnahme pro Zeitraum für eine Windprognose ist jedoch breitengradabhängig. Fällt der Luftdruck in unseren Breiten um mehr als 1 bis 2 Hektopascal in einer Stunde, gibt es mit hoher Wahrscheinlichkeit Starkwind oder Sturm.

Starker Druckanstieg bedeutet nicht umgekehrt immer rasche Windabnahme.