Ein Beitrag der BELIMO Automation AG
Gebäude sind weltweit Verursacher von 38 Prozent aller CO2-Emissionen, 28 Prozent fallen beim Betrieb und 10 Prozent bei Bau- und Renovierungsarbeiten an. Klimawandel, Umweltzerstörung, Ressourcenknappheit und unser Verhalten sind die Herausforderungen der Zeit. Diesen Faktoren hat sich die Europäische Union gestellt und 2019 den europäischen Green Deal lanciert. Damit soll der Übergang zu einer modernen, ressourceneffizienten und wettbewerbsfähigen Wirtschaft geschafft werden.
Der Gebäudesektor spielt dabei eine bedeutende Rolle. Eine wichtige Massnahme des Green Deals ist die Renovierungswelle. Ziel ist eine Renovierungsrate des bestehenden Gebäudeparks von 2 Prozent im Jahr 2030.
Um die europäischen Staaten dabei zu unterstützen, den Energieverbrauch ihrer Gebäude zu senken, haben das Europäische Parlament und der Rat der Europäischen Union die Energy Performance of Buildings Directive 2018/844/EU (EPBD, zu Deutsch: Richtlinie über die Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden) erstellt. In dieser Richtlinie sind die erforderlichen Massnahmen zur Reduzierung des Energieverbrauchs aufgeführt, die bis 2025 in nationales Recht übernommen werden müssen.
Im Gegensatz zu einer Fassadensanierung oder einem kompletten Anlagenersatz kann durch die Optimierung der Applikationen in Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen mit übeerschaubaren Investitionen eine gute Verbesserung der Energieeffizienz erreicht werden.
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HLK-Hydraulik – die Goldgrube bei Energiesanierungen
Die intelligente Steuerung von Heiz-, Kühl- und Lüftungslasten trägt hierbei wesentlich zur genannten Energieeffizienz von Gebäuden bei. Ein wichtiger Aspekt ist der Heiz- und Kühlwasserkreislauf, also die Hydraulik eines Gebäudes.
1. Erzeugung
Kein Energieverlust bei Nulllast spart Betriebskosten. Energieeinsparungen und die Reduktion von Leckagen werden künftig zunehmend an Bedeutung gewinnen. Die Erzeugerleistungen von Heizkesseln oder Kälteanlagen werden in verschiedene Leistungsgrössen aufgeteilt. Je nach Lastfall werden die Erzeuger dann zu- oder abgeschaltet. Zur Minimierung des Leistungsverlusts werden die Erzeuger abgesperrt. Die Leckrate und der Druckabfall bei voll geöffnetem Ventil sollen möglichst gering sein. Dadurch wird die elektrische Leistung der Pumpen minimiert und somit auch die Betriebskosten.
Planungssicherheit als erster Schritt zur besseren Energieeffizienz. Ein konventionelles druckabhängiges Ventil wird anhand des kv-Werts ausgelegt. Bei gegebenem Nenndurchfluss hängt dieser vom Differenzdruck ab, der über dem Ventil ansteht. Um eine ausreichende Regelgüte zu erhalten, muss bei druckabhängigen Ventilen weiter die Ventilautorität Pv berücksichtigt werden. Bei einer druckunabhängigen Lösung ist die Auslegung stark vereinfacht. Aufgrund der automatischen Ausregulierung von Druchflussabweichungen stellt das druckunabhängige Ventil stets die benötigte Wassermenge zur Verfügung, auch bei Differenzdruckschwankungen und im Teillastbetrieb. Dank diesem dynamischen Abgleich beträgt die Ventilautorität 1.
2. Verteilung
Druckschwankungen in der Verteilung führen zu geringerer Leistungsabgabe. In einem druckabhängigen Verteilsystem besteht die typische Anordnung aus einem manuellen Strangregulierventil in Reihe mit einem druckabhängigen Regelventil. Es können komplexe, durch Druckschwankungen verursachte, Durchflussprobleme auftreten, die zu Systeminstabilitäten führen. Selbst bei gut konzipierten Systemen ist es schwierig, den Betrieb zu optimieren, insbesondere für den Teillastfall. Bei druckabhängigen Ventilen kann es aufgrund von Differenzdruckschwankungen im System zu Durchflussschwankungen kommen. Diese Durchflussschwankungen wiederum resultieren in einer zu hohen oder zu geringen Leistungsabgabe am Wärmetauscher. Druckunabhängige Ventile helfen, die Durchflussschwankungen zu kompensieren.
Den Energiefluss sichtbar machen. Mit der Vernetzung gebäudetechnischer Anlagen erhöhen sich Komfort, Sicherheit und Transparenz in klimatisierten Bauten. Durch die gewonnene Transparenz kann der Betrieb optimiert und der gesamte Energieverbrauch gesenkt werden – in Neuanlagen ebenso wie bei der Nachrüstung oder Sanierung. Diese gewünschte Vernetzung der einzelnen Komponenten kann mit Bus-Systemen, die sich durch das komplette Gebäude erstrecken, einfach realisiert werden. Mit Bus-Systemen lassen sich beliebig viele Daten der verschiedenen Bus-Teilnehmer über die gleichen physischen Leitungen austauschen. Man hat uneingeschränkten Zugriff auf Ansteuerung, Rückmeldung und Parameter der einzelnen Geräte.
3. Zone
Bedarfsgesteuerte Zonenregelung: Um die Heiz- und Kühlenergie in Gebäuden auf effiziente Weise zu regeln, werden diese üblicherweise in Zonen unterteilt. Für maximale Energieeffizienz und optimalen Komfort sorgt eine bedarfsgesteuerte Zonenregelung, die mithilfe permanent erfasster Daten durch verschiedene Sensoren die Auslastung einzelner Zonen ausliest und sicherstellt, dass diese mit der exakt benötigten Menge an Energie beliefert werden. Nicht so viel wie möglich, sondern genau so viel wie nötig.
Basierend auf dem langjährigen Knowhow in puncto Nachhaltigkeit und Energieeffizienz unterstützt Belimo mit RetroFIT+ Bauherrschaften, Fachplaner*innen und Architekt*innen bei der gezielten Optimierung von HLK-Systemen. Realisierte Projekte zeigen, dass sich bereits mit überschaubaren Investitionen grosse Schritte in Richtung Energiewende gehen lassen – und dies bei langfristig geringeren Betriebskosten und gleichzeitig gesteigertem Raumkomfort.
Als Weltmarktführer in Entwicklung, Herstellung und Vertrieb von Feldgeräten zur energieeffizienten Regelung von Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen bietet Belimo ein breites Sortiment an Klappenantrieben, Regelventilen, Sensoren und Zählern. Die intelligenten Belimo-Feldgeräte unterstützen alle gängigen Kommunikationsprotokolle der Gebäudeautomation und bieten daher die optimale Basis für bedarfsgeregeltes Heizen, Lüften und Kühlen.
