Gegenstand der Arbeit ist die energetisch und wirtschaftlich möglichst günstige Auswahl der
Ventilatoren und des Wärmerückgewinners für eine Lüftungsanlage, welche eine bestehende
Anlage erstetzen soll. Der Stand der Technik wurde recherchiert und dargestellt, die Komponenten mit der größten Energieeffizienz ermittelt. Um eine möglichst energiesparende Kombination der selbigen zu
finden, wurde dann eine Vorauswahl anhand geeigneter Kennwerte getroffen.
Die Vorzugsvarianten wurden unter Beachtung des Nutzerverhaltens nach dem Verfahren der
Lüftungsgradstunden energetisch bewertet. Durch die Umrechnung der verschiedenen Energiearten
auf den kumulierten Energie-Aufwand (KEA) ist ersichtlich, welche Gerätekonstellation
die größte Einsparung von Energie ermöglicht.
Zuletzt erfolgte die wirtschaftliche Bewertung mit Hilfe der Kapitalwertmethode, unter Berücksichtigung
von zu erwartenden Energiepreissteigerungen. Somit ist ein Zusammenhang zwischen Energieeffizienz und Wirtschaftlichkeit ablesbar.
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
1.1 Kontext der Arbeit
1.2 Ziel der Arbeit
1.3 Haftungsausschluss
2 Bestandsaufnahme der Lüftungstechnik für die Schalterhalle
2.1 Bestand
2.2 Neue Raum- und Funktionsteilung
3 Randbedingungen für die Auslegung des neuen Lüftungsgerätes
3.1 Sachzwänge
3.2 Nutzung und Regelung
3.3 Luftmenge
3.4 Drucksprung
4 Stand der Technik und Vorauswahl
4.1 Wärmerückgewinner
4.1.1 Rekuperatoren
4.1.2 Regeneratoren
4.1.3 Kreislauf-Verbund-Systeme (KVS)
4.1.4 Wärmepumpen
4.1.5 Erdwärmetauscher
4.1.6 Wärmerohrwärmetauscher
4.1.7 Vorauswahl der WRG-Arten
4.2 Ventilatoren
4.2.1 Radialventilatoren
4.2.2 Axialventilatoren
4.2.3 Antriebe
4.2.4 Vorauswahl der Ventilatortypen und Antriebsarten
5 Energiewirtschaftliche Bewertung
5.1 Vergleichskennwerte
5.1.1 Wärmerückgewinner
5.1.2 Ventilatoren
5.2 Energetische Bewertung
5.2.1 Energieeinsparung durch Wärmerückgewinner
5.2.2 Jahres-Energiebedarf für Lüftung (Ventilatoren)
5.2.3 Gesamter Jahres-Primärenergiebedarf
5.3 Wirtschaftliche Bewertung
5.3.1 Kapitalwertmethode
5.3.2 Unterlassensalternative
5.3.3 Strom- und Gaspreisentwicklung
6 Ergebnisse
6.1 Vorzugsvarianten
6.1.1 Wärmerückgewinner
6.1.2 Ventilatoren
6.2 Vergleichende Abschätzung des Jahres-Energiebedarfes
6.2.1 Wärmerückgewinner
6.2.2 Ventilatoren
6.2.3 Kumulierter Energiebedarf der Kombinationen
6.3 Vergleichende Wirtschaftlichkeitsbetrachtung
6.4 Diskussion
6.4.1 Methoden
6.4.2 Ergebnisse
7 Zusammenfassung und Ausblick
Zielsetzung & Themen
Ziel dieser Arbeit ist die energetische und wirtschaftliche Optimierung einer bestehenden Lüftungsanlage eines Bankgebäudes durch die Auswahl geeigneter, energieeffizienter Komponenten (Ventilatoren und Wärmerückgewinner) im Rahmen von Modernisierungsmaßnahmen.
- Energetische Bewertung verschiedener Lüftungskomponenten
- Wirtschaftlichkeitsanalyse mittels Kapitalwertmethode
- Vergleich von Bestandsanlage und neuen Vorzugsvarianten
- Einfluss von Energiepreissteigerungen auf die Investitionsentscheidung
- Optimierung des kumulierten Energieaufwandes (KEA)
Auszug aus dem Buch
4.1.1 Rekuperatoren
Rekuperative Systeme, auch „Wärmetauscher“ oder „Wärmetauscher“ genannt, werden kontinuierlich von zwei Stoffströmen durchströmt, die durch feststehende Flächen, wie z.B. dünnwandigen Rohren, Blech- Aluminium- oder Glaswänden voneinander getrennt sind. So geschieht ein direkter Wärmeübergang von der Abluft auf die Frischluft, wobei ein Stoffübergang so gut wie möglich vermieden wird. D.h. es findet auch keine Feuchtigkeitsübertragung statt. Für die optimale Arbeitsweise können die Medien im Kreuzstrom, im Gleichstrom, im Gegenstrom oder in deren Kombinationen aneinander vorbei geführt werden. [4], [20], [21], [32]
Als Bauformen kennt man:
• Rohrbündelwärmeübertrager
• Rohrschlangenwärmeübertrager
• Plattenwärmeübertrager
Auch Kreislaufverbundsysteme (KVS) werden von Krimmling [20] (S.139) als rekuperative WRG verstanden, während Jüttemann [17] sich auf die zurückgezogene VDI 2071 [30] bezieht, die die KVS den regenerativen WRG zugeschrieben haben soll. Jüttemann erklärt weiter, dass diese Neuerung aufgrund der umlaufenden Flüssigkeit gewählt wurde, die dabei als Speichermasse dient.
Laut Hoffmann [15] liegt der Temperaturwirkungsgrad von Kreuzstromwärmetauschern bei ca. 60%. Hoffmann empfiehlt daher die Nacherwärmung durch eine Wärmepumpe. Dagegen erreichen Gegenstromwärmetauscher einen Wirkungsgrad von 90%, sind also bedeutend effizienter.
Die Vorteile der Rekuperatoren liegen in der guten Reinigbarkeit, z.B. durch den Einbau von Sprühdüsen. Weiterhin können Plattenwerkstoffe wie Glas gewählt werden, die sehr widerstandsfähig gegenüber aggressiven Luftverunreinigungen sind. [21] Da keine beweglichen Teile eingesetzt werden, treten dementsprechend auch Verschleiß und die damit verbundenen Wartungskosten nicht auf.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Vorstellung der Relevanz von Energieeffizienz in Gebäuden und Definition des Ziels der vorliegenden Arbeit.
2 Bestandsaufnahme der Lüftungstechnik für die Schalterhalle: Analyse der vorhandenen Anlagentechnik und Dokumentation der neuen räumlichen Bedingungen.
3 Randbedingungen für die Auslegung des neuen Lüftungsgerätes: Festlegung der technischen Anforderungen wie Luftmengen, Druckverhältnisse und Regelungsvorgaben.
4 Stand der Technik und Vorauswahl: Literaturrecherche und Vorauswahl geeigneter Komponenten zur Wärmerückgewinnung und Ventilation.
5 Energiewirtschaftliche Bewertung: Erläuterung der Methoden zur energetischen sowie wirtschaftlichen Analyse, inklusive der Kapitalwertmethode.
6 Ergebnisse: Auswertung der Daten sowie Vergleich der verschiedenen Varianten hinsichtlich Energiebedarf und Wirtschaftlichkeit.
7 Zusammenfassung und Ausblick: Schlussfolgerungen aus der Untersuchung und Diskussion zukünftiger Entwicklungsmöglichkeiten.
Schlüsselwörter
Lüftungsanlage, Energieeffizienz, Wärmerückgewinnung, Ventilator, Kapitalwertmethode, Primärenergiebedarf, Schalterhalle, Luftmenge, Betriebskosten, Instandhaltung, Wirtschaftlichkeit, EnEV, Enthalpierotor, Kreislauf-Verbund-Systeme, Energieeinsparung
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit befasst sich mit der energetischen und wirtschaftlichen Optimierung der Lüftungsanlage in einem Bankgebäude, um im Zuge einer Modernisierung den Energieverbrauch zu senken.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Die Schwerpunkte liegen auf der Auswahl effizienter Wärmerückgewinnungssysteme und Ventilatoren sowie deren energetischer und wirtschaftlicher Bewertung im Lebenszyklus.
Was ist das primäre Ziel oder die Forschungsfrage?
Das Hauptziel ist es, diejenige Gerätekonstellation zu identifizieren, die unter Berücksichtigung des Nutzerverhaltens und energetischer Kennwerte die größte Energieeinsparung bei gleichzeitig hoher Wirtschaftlichkeit ermöglicht.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Es wird eine Kombination aus technischer Vorauswahl anhand von Kennwerten und einer anschließenden detaillierten energetischen und wirtschaftlichen Bewertung (Kapitalwertmethode) angewandt.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil umfasst die Bestandsaufnahme, die Definition der Randbedingungen, eine Übersicht des Standes der Technik, die energetische Berechnungsgrundlage sowie die konkrete Auswertung und der Vergleich verschiedener Vorzugsvarianten.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Die Arbeit lässt sich durch Begriffe wie Lüftungsanlage, Energieeffizienz, Wärmerückgewinnung, Kapitalwertmethode, Primärenergiebedarf und Wirtschaftlichkeit beschreiben.
Wie unterscheidet sich der Ansatz der Kapitalwertmethode von anderen Verfahren?
Die Kapitalwertmethode ist ein dynamisches Verfahren, das zeitliche Veränderungen bei Kosten (wie Energiepreissteigerungen) berücksichtigt, was bei langfristigen Investitionen wie Lüftungsanlagen eine präzisere Einschätzung ermöglicht.
Warum wird im Bereich der Ventilatoren ein besonderer Fokus auf den Energieverbrauch gelegt?
Ventilatoren verursachen durch den kontinuierlichen Betrieb während der Öffnungszeiten des Gebäudes einen signifikanten Anteil am elektrischen Energiebedarf, weshalb die Wahl effizienter Antriebe und Bauformen essenziell für die Gesamteffizienz ist.
Welche Rolle spielt die Wärmerückgewinnung (WRG) für die Wirtschaftlichkeit?
Die WRG bietet das größte Potenzial zur Senkung des Heizenergiebedarfs. Trotz höherer Investitionskosten amortisiert sie sich durch die eingesparten Energiekosten über die Lebensdauer der Anlage meist deutlich.
- Arbeit zitieren
- Martin Schorcht (Autor:in), 2013, Energetische Bewertung einer Lüftungsanlage, München, GRIN Verlag, https://www.hausarbeiten.de/document/265256
