VAV Optimizer Ermittlung des energetischen Einsparpotentials
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FHZ —> FACHHOCHSCHULE ZENTRALSCHWEIZ
HTA —> HOCHSCHULE FÜR TECHNIK+ARCHITEKTUR LUZERN
ZIG —> ZENTRUM FÜR INTERDISZIPLINÄRE GEBÄUDETECHNIK
VAV Optimizer
Ermittlung des energetischen
Einsparpotentials
(Thermische Raumsimulationen /
Druckverlustberechnungen)
28. Oktober 2005
E
HTA LUZERN T: 041—349—33—11
Technikumstrasse 21 F: 041—349—39—60
CH—6048 Horw W: www.hta.fhz.ch
VAV Optimizer
Impressum
Auftraggeber: Belimo Automationen AG
Herr Dr. Daniel Bächi
Herr Thomas Nitz
Brunnenbachstrasse 1
8340 Hinwil
Auftragnehmer: HTA Luzern
Zentrum für integrale Gebäudetechnik ZIG
Technikumstrasse 21
6048 Horw
Verfasser: Iwan Plüss dipl. HLK Ing. FH
Urs-Peter Menti dipl. Mach. Ing. ETH / SIA
Qualitätssicherung: Miro Trawnika Prof., dipl. Ing. TU
Verteiler: Hr. Daniel Bächi Belimo Automation AG
Hr. Thomas Nitz Belimo Automation AG
Hr. Iwan Plüss HTA Luzern
Hr. Urs-Peter Menti HTA Luzern
Hr. Miro Trawnika HTA Luzern
Datum: 28.10.2005
Datei: Belimo-Box_Bericht_051028.doc
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VAV Optimizer
Zusammenfassung
Mechanische Lüftungsanlagen verursachen einen Energieverbrauch, der einen wesentlichen Anteil am
Gesamtenergieverbrauch eines Gebäudes ausmachen kann. Der Energieverbrauch einer Lüftungsanla-
ge hängt dabei direkt vom Druckverlust in den einzelnen Komponenten (Monobloc, Kanal, Klappen
etc.) ab. Bei Anlagen mit mehreren Abgängen regeln Klappen in den einzelnen Teilstrecken den Vo-
lumenstrom für die entsprechende Zone. In nicht optimalen Systemen kommt es dabei vor, dass die
Klappen in allen Abgängen teilweise geschlossen sind. Es ist aber theoretisch und praktisch möglich,
dass mindestens eine Klappe vollständig geöffnet ist und die Klappen in den anderen Abgängen, so-
weit wie vom Luftbedarf her möglich, offen stehen. Dadurch könnte der Druckverlust des Gesamtsys-
tems massiv reduziert werden, die Folge wäre eine entsprechende Energieeinsparung. In der Praxis
haben die meisten Anlagen eine nicht optimale Klappensteuerung
Die Belimo hat mit dem VAV Optimizer eine Lösung entwickelt, die es ermöglicht, die Klappenstel-
lungen in einem Lüftungssystem auf relativ einfache Art und Weise zu optimieren. In einer Studie und
mit Hilfe von dynamischen Simulationsrechnungen wird untersucht, wie gross das Einsparpotential
über ein Jahr in einem typischen Dienstleistungsgebäude sein kann. Ziel der Untersuchung ist, die
bisher gemachten Berechnungen zum Einsparpotential zu erhärten.
Mittels thermischen Raumsimulationen wird für das Gebäude Longus in Hinwil (Gebäude der Belimo
AG) für eine Zone (oberste Etage eines Gebäudesektors) mit verschiedenen Teilzonen (Büroräume,
Sitzungszimmer, Zwischenzone) der zur Erzielung der gewünschten Raumtemperaturen nötige Luft-
bedarf über ein Jahr in Stundenschritten berechnet. Dabei werden verschiedene Varianten betreffend
der Haustechniksysteme und betreffend der internen Lasten untersucht. Aus diesem Luftbedarf lässt
sich der jeweilige Druckverlust der Lüftungsanlage bestimmen und daraus wiederum der Elektrizitäts-
bedarf für die Ventilatoren.
Die Berechnungen zeigen folgendes:
• Das Einsparpotential ist gross, wenn die Anlage überdimensioniert ist (wenig Volllaststunden)
und der Ventilator nicht richtig betrieben wird. Je mehr die Anlage im Teillastbetrieb läuft,
desto höher das Einsparpotenital.
• Die Volllaststunden einer Anlage sind hoch, wenn die abzuführenden Lasten hoch sind und
diese primär über die Lüftungsanlage abgeführt werden. Bei tiefen internen Lasten und aus-
schliesslicher Luftkühlung sind die Anzahl Volllaststunden eher gering, da nur während kur-
zer Zeit im Jahr die maximale Last anfällt.
• Bei richtig dimensionierten Anlagen und (nahezu) optimalem Betrieb des Ventilators beträgt
das Einsparpotential rund 20%
• Bei optimalem Betrieb des Ventilators ist die Einsparung stark vom minimalen Druck im Sys-
tem abhängig.
• Bei überdimensionierten Anlagen mit nicht optimalem Betrieb des Ventilators kann das Ein-
sparpotential bis zu 60% betragen.
Durch eine korrekte Druckverlustberechnung einer Lüftungsanlage kann der Betrieb des Ventilators
optimiert werden. Diese Berechnung wird in der Praxis jedoch selten durchgeführt, was zu einem er-
höhten Energieverbrauch führt. Der VAV Optimizer kompensiert quasi diese fehlende Druckverlust-
berechnung und führt zu einem optimierten Anlagenbetrieb. Mann kann im Allgemeinen sagen, dass
umso besser eine Anlage reguliert wird und umso mehr Volllaststunden eine Anlage hat, dass mit dem
VAV Optimizer weniger eingespart werden kann.
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VAV Optimizer
Inhaltsverzeichnis
1 Ausgangslage und Zielsetzung ..................................................................... 5
2 Vorgehen und Varianten.............................................................................. 6
2.1 Thermische Raumsimulation................................................................................... 6
2.2 Berechnung Energiesparpotential............................................................................ 9
3 Resultate....................................................................................................... 12
3.1 Thermische Simulationen...................................................................................... 12
3.2 Energiesparpotential.............................................................................................. 16
4 Fazit und Erkenntnisse............................................................................... 20
4.1 Betrieb von VVS-Systemen .................................................................................. 20
4.2 Betrieb von VVS-Systemen mit dem VAV Optimizer ......................................... 20
5 Anhang ......................................................................................................... 22
5.1 Simulationsperiode................................................................................................ 22
5.2 Klimadaten ............................................................................................................ 22
5.3 Bauteilkonstruktionen ........................................................................................... 23
5.4 Räume.................................................................................................................... 25
5.5 Heizung / Lüftung / Kälte / TABS ........................................................................ 31
5.6 Weitere Resultatauswertungen .............................................................................. 36
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VAV Optimizer 1 Ausgangslage und Zielsetzung Lüftungsanlagen sind nicht unwesentliche Energieverbraucher. Dabei spielt der Druckverlust einer Anlage eine wichtige Rolle. Der Gesamtdruckverlust ergibt sich als Summe der Druckverluste im Monoblock, im Kanalnetz und in weiteren Komponenten des Lüftungssystems wie z.B. über die Klap- pen. In konventionellen Systemen sind Klappen oft nicht optimal geöffnet, d.h. die für die Luftverteilung auf die einzelnen Zonen zuständigen Klappen sind alle mindestens teilweise geschlossen. Mittels einer optimierten Steuerung und einem Ventilator mit Frequenzumformer kann aber bewirkt werden, dass mindestens eine Klappe eines Systems möglichst komplett offen und die anderen Klappen soweit wie möglich offen sind. Die Luftverteilung bleibt dadurch gleich, der Druckverlust und damit die Ventila- torleistung können jedoch merklich reduziert werden. Die Firma Belimo hat eine Lösung entwickelt, mit welcher diese Optimierungen möglich sind. Im Rahmen einer Studie soll nun das Einsparpotential zwischen einer praxistypischen, konventionellen Lösung und der Lösung mit optimiertem Klappenwinkel veranschaulicht werden. Mit Hilfe von dynamischen Simulationsrechnungen sollen für eine typische Zone in einem Gebäude (Basis: Belimo Longus, Hinwil) Jahressimulationen mit den beiden Varianten (konventionell, opti- miert) durchgeführt und so die möglichen Einsparungen quantifiziert werden. Übergeordnetes Ziel ist, mit dieser den Planern, Installateuren, Gebäudebetreibern und Investoren anhand von konkreten Beispielen die Vorteile dieses Produktes von Belimo anschaulich aufzeigen zu können und das nötige Vertrauen zu schaffen. HTA LUZERN Seite 5 /6 7
VAV Optimizer
2 Vorgehen und Varianten
Die Beantwortung der hier gestellten Frage wird mit einer Kombination aus thermischer Gebäudesi-
mulationen und Druckberechnungen in Stundenschritten durchgeführt. Die Bearbeitung wird in zwei
Hauptteile aufgeteilt.
1. Thermische Raumsimulation mit IDA ICE
2. Berechnung Energieeinsparpotential (Excel)
Das Vorgehen in den beiden Phasen ist in den folgenden Kapiteln im Detail beschrieben.
2.1 Thermische Raumsimulation
In thermischen Raumsimulationen wird über eine längere Zeitperiode (typischerweise ein Jahr) in
kleinen Zeitschritten das thermische Verhalten eines Gebäudes oder eines einzelnen Raumes berech-
net. Dabei wird die Gebäudegeometrie, die physikalischen Kennwerte der Gebäudehülle und im Ge-
bäude liegender Bauteile, die externen Lasten (Sonneneinstrahlung, Aussenlufttemperatur), die inter-
nen Lasten (Abwärme von Personen, Geräten und Beleuchtung) und die Haustechnik (Heizung, Lüf-
tung, Klima) im Detail berücksichtigt.
Als Resultate erhält man unter anderem die Temperaturen in einzelnen Zonen beziehungsweise Räu-
men, sowie Daten aus der Gebäudetechnik, wie zum Beispiel den zu jedem Zeitpunkt nötigen Luftvo-
lumenstromes in den einzelnen Zonen. Diese Werte können auf verschiedene Arten statistisch ausge-
wertet werden, um daraus die geforderten Erkenntnisse zu gewinnen.
Im vorliegenden Projekt werden die Berechnungen mit dem Programm IDA ICE (Indoor Climate and
Energy) durchgeführt. Dieses schwedische Programm wird von der HTA Luzern seit einigen Jahren
für thermische Gebäudesimulationen eingesetzt und auch vertrieben.
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VAV Optimizer
2.1.1 Gebäudemodell
Für die Abschätzung des Energiesparpotentials dank des VAV Optimizers am realen Objekt LONGUS
in Hinwil, wird die betrachtete Bürozone in fünf Teilzonen mit unterschiedlichen thermischen Lasten
unterteilt (siehe Abbildung 1).
Abbildung 1 Raum- / Gebäudegeometrie im IDA ICE
Bei den fünf Zonen handelt es sich um folgende Nutzungen:
1. Büro Süd/West (ZoneB_SW)
2. Büro Nord/Ost (ZoneB_NE)
3. Zwischenzone (ZoneB_Z)
4. Sitzungszimmer Süd (ZoneS_S)
5. Sitzungszimmer Nord (ZoneS_N)
Damit eine allgemeine Aussage über die mögliche Energiesparung auch für andere Bürogebäude ge-
macht werden kann, werden die Berechnungen für unterschiedliche interne Lasten sowie mit unter-
schiedlichen Gebäudetechniksystemen durchgeführt, jedoch immer auf Basis des Gebäudes LONGUS.
Die Variationen der untersuchten Varianten sind in unten stehender Tabelle dargestellt.
Gebäudetechnik: Raumkühlung mit:
Lüftung (GT1) Lüftung und TABS (GT2)
Niedrig (I1) GT1_I1 GT2_I1
Interne
Lasten
Mittel (I2) GT1_I2 GT2_I2
Hoch (I3) GT1_I3 GT2_I3
Tabelle 1 Untersuchte Varianten
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VAV Optimizer 2.1.2 Gebäudetechnik Im Objekt LONGUS in Hinwil existieren zur Raumkühlung verschiedene Möglichkeiten Normaler- weise werden neue Bürogebäude nur mit der Zuluft oder mit einem System wie zum Beispiel TABS (thermoaktives Bauteilsystem) gekühlt. Im LONGUS sind beide Systeme installiert. Um auch einen allgemeinen Vergleich mit anderen Bürogebäuden machen zu können, wird das Ener- giesparpotential für die beiden Systeme „Kühlung nur mit Lüftung“ (GT1) und „Kühlung mit Lüftung und TABS“ (GT2) berechnet. Die Volumenstromregulierung erfolgt anhand der momentanen Raumlufttemperatur. Weitere Details und Parameter zur Gebäudetechnik sind im Kapitel 5.5 zu finden. 2.1.3 Interne Lasten Je nach Nutzung eines Bürogebäudes variieren die internen Lasten stark. Aus diesem Grund werden auch bei den internen Lasten drei unterschiedliche Profile angenommen. Die Definitionen für die drei Laststufen werden aus der SWKI 95-3 (Standardnutzungen) übernommen. Die genauen Werte der internen Lasten sind im Kapitel 5.4 bei den einzelnen thermischen Zonen auf- gelistet. HTA LUZERN Seite 8 /6 7
VAV Optimizer
2.2 Berechnung Energiesparpotential
2.2.1 Berechnung Druckverlust
Allgemein
Mit den thermischen Simulationen wird für jede Zone der für die Einhaltung der Raumlufttemperatur
benötigte Volumenstrom bestimmt. Aus diesen Daten wird in Stundenschritten in einer Excel Tabelle
der Volumenstrom in jeder Teilstrecke (siehe Abbildung 2) berechnet.
VAV Optimizer – Lüftungsschema
28.10.05 pli
dp= (V/kvs)^1.8
Teilstrecke:T1 T5 T2
Charakteristische Länge: 9x 5x 5x
Netzkennlinie: N1 N5 N2
ZUL Auslegedaten
Volumenstrom: 7’100 m3/h
Druckverlust Total: 719 Pa
Druckverlust Extern: 400 Pa
T7 T6 T4 T3 VVS:
9x 6x 15x 14x dp= Fix 299Pa
N7 N6 N4 N3 Belimo-Box:
dp= (V/kvs)^1.8
Strang: 4 3 2 1
Büro Süd/West
Büro Süd/Ost
Sitzung Nord
Sitzung Süd
ABL Auslegedaten
Volumenstrom: 7’100 m3/h
Druckverlust Total: 609 Pa
Druckverlust Extern: 400 Pa
ABL: Dito ZUL
Abbildung 2 Schematische Darstellung Lüftungsanlage Bürogebäude LONGUS, 4. OG, Kern D
Aus den Plänen wird für jede Teilstrecke eine charakteristische Länge definiert. Der externe Druckver-
lust der Lüftungsanlage wird proportional zu diesen Längen aufgeteilt. Anhand des Druckverlusts pro
Teilstrecke und dem dazugehörigen Auslegevolumenstrom kann eine Netzkennlinie berechnet werden.
Auf diese Weise wird in jedem Berechnungsschritt der Druckverlust pro Teilstrecke bestimmt.
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VAV Optimizer
Druckverlust VVS System; ∆p Ventilator konstant
Die einfachste Variante einen drehzahlgeregelten Ventilator zu betrieben ist, den Druck über dem
Ventilator konstant zu halten. Diese Art der Ventilatorregulierung wird heute bei rund 80% (Aussage:
Miro Trawnika Abt. Leiter HLKS, HTA Luzern; Kurt Hildebrand Prof. HLKS, Abt. Architektur, HTA
Luzern) der Anlagen angewendet.
Bei dieser Variante muss der Druckverlust nicht berechnet werden. Die Ventilatorleistung ergibt sich
aus dem aktuellen Volumenstrom und der konstanten Druckerhöhung über den Ventilator von 719 Pa.
∆p
Abbildung 3 Schematische Darstellung: VVS System; ∆p Ventilator konstant
Druckverlust VVS System; ∆p Lüftungsnetz konstant
Im Optimalfall wird der Ventilator mit dieser Ventilatorregulierung betrieben. Für diese Betriebsweise
ist in der Projektierung eine detaillierte Druckverlustberechnung notwendig. Diese wird in der Praxis
nur selten gemacht. Die Folge ist eine nicht optimale Regelung des Ventilators.
Bei Analyse dieser Variante wird der Druckverlust über die Teilstrecke 3 (T3 = kritischer Strang) kon-
stant gesetzt. Der Druckverlust aller übrigen Teilsrecken wird wie oben beschrieben berechnet.
Die Ventilatorleistung ergibt sich aus dem aktuellen Volumenstrom und der Summe der variablen
Druckverluste in den Teilstrecken T1 und T2 sowie dem konstanten Druckverlust über Teilstrecke T3.
Der Druckverlust dieser Ventilatorregulierung ist bei Teillast deutlich tiefer als bei der Variante mit
konstantem Druck über dem Ventilator.
∆p
Abbildung 4 Schematische Darstellung: VVS System; ∆p Lüftungsnetz konstant
Druckverlust VAV Optimizer
Bei der Variante mit dem VAV Optimizer wird der Druckverlust im System für alle Teilstrecken mit
der Netzkennlinie der Teilsrecke berechnet. Der so erhaltene Druckverlust entspricht dem Druckver-
lust, welcher sich einstellt, wenn immer mindestens eine der VVS-Klappen 100% geöffnet ist. Diese
Regulierung entspricht der Regulierung des VAV Optimizers wie wir sie in diesem Projekt untersucht
haben.
2.2.2 Ventilatorleistung
Aus dem Volumenstrom der thermischen Simulation und dem Druckverlust aus der Excel-Berechnung
kann die momentane Ventilatorleistung bestimmt werden. Die Summe dieser Stundenwerte ergibt die
jährliche Ventilatorenergie in kWh.
Die Jahresenergieverbräuche der verschiedenen Varianten werden miteinander verglichen.
HTA LUZERN Seite 1 0 /6 7VAV Optimizer
2.2.3 Varianten Zusammenstellung
Die oben aufgeführten Varianten werden in einer Tabelle zusammengefasst und dargestellt.
Untersuchtes Energiesparpotential bei:
VVS ∆p Ventilator konstant VVS ∆p Lüftungsnetz kon- VVS ∆p Lüftungsnetz kon-
stant (∆p min. 300Pa) stant (∆p min. 140Pa)
GT1_I1 Lx_GT1_I1 Lx_GT1_I1
Thermisches Modell
GT1_I2 Lx_GT1_I2 Lx_GT1_I2
GT1_I3 Lx_GT1_I3 Lx_GT1_I3
GT2_I1 Lx_GT2_I1 Lx_GT2_I1
GT2_I2 Lx_GT2_I2 Lx_GT2_I2
GT2_I3 Lx_GT2_I3 Lx_GT2_I3
Tabelle 2 Tabelle der untersuchten Varianten
Aus den sechs thermischen Modellen ergeben sich 18 unterschiedliche Energiesparpotentiale die un-
tersucht werden.
Bei den Einsparpotentialen mit „VVS ∆p Lüftungsnetz konstant“ wird zwischen zwei unterschiedli-
chen minimalen Druckverlusten unterschieden.
∆p min. 300 Pa
Diese Variante entspricht der Situation, wie sie im Bürogebäude LONGUS vorzufinden ist. Die letzte
Teilstrecke des kritischen Strangs ist relativ lange und weist deshalb einen hohen Druckverlust auf.
Der Druckverlust in dieser letzten Teilstrecke wird mit 300Pa in die Berechnungen eingesetzt. Der
Druck im System muss an dieser Stelle immer mindestens 300Pa erreichen.
∆p min. 140 Pa
Kann der Druckfühler optimaler im System platziert werden, kann dieser minimale Druckverlust bis
auf 20% des maximalen Druckverlustes reduziert werden. Der minimale Druckverlust ist in dem Fall
noch 140Pa.
HTA LUZERN Seite 1 1 /6 7VAV Optimizer
3 Resultate
In den folgenden Kapiteln werden die Ergebnisse der Berechnungen ausgewertet und kommentiert.
Die Resultate werden in die zwei Hauptteile „Thermische Simulation“ und „Energieeinsparpotential“
gegliedert.
3.1 Thermische Simulationen
Die wichtigsten Resultate aus den thermischen Simulationen sind die für die einzelnen Zonen nötigen
Volumenströme. Bei der untersuchten Anlage handelt es sich um eine Lüftungsanlage mit variablem
Volumenstromsystem (VVS). Der Volumenstrom wird abhängig von der Raumlufttemperatur gere-
gelt. Nähere Angaben sind im Kapitel 5.5.2 zu finden.
Wie eingangs erwähnt, werden für die Untersuchungen insgesamt sechs unterschiedliche Varianten
betrachtet. Aus allen Varianten wird der Volumenstrom der einzelnen Zonen für die weiteren Berech-
nungen im Excel verwendet.
Am Beispiel der Variante GT1_I3 (Gebäudetechnik1: Nur Lüftung, interne Lasten 3: hoch) wird für
eine typische Woche (Sommer, Herbst) das Zusammenspiel zwischen Raumlufttemperatur und Volu-
menstrom in den einzelnen Zonen dargestellt. Die im Diagramm ersichtlichen Punkte des Volumen-
stroms entsprechen den Datenpunkten, die für die Berechnung ins Excel genommen werden.
Wochenverlauf Sommer
Var.: GT1_I3
30 6'000
29
28 5'000
27
Volumenstrom pro Zone [m3/h]
Raumlufttemperatur [°C]
26 4'000
25
24 3'000
23
22 2'000
21
20 1'000
19
18 0
22.Aug 23.Aug 24.Aug 25.Aug 26.Aug 27.Aug 28.Aug 29.Aug
Datum
Raumtemp ZoneB_SW Raumtemp ZoneB_NE Raumtemp ZoneS_S
Volumenstrom ZoneB_SW Volumenstrom ZoneB_NE Volumenstrom ZoneS_S
Abbildung 5 Verlauf der Raumlufttemperatur und des Volumenstroms über eine Woche im Sommer
Variante GT1_I3
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Der Volumenstrom in den beiden Bürozonen ist in der betrachteten Sommerwoche auf Volllast. Der
Volumenstrom in den Sitzungszimmern entspricht einem reduzierten Betrieb.
Wochenverlauf Herbst
Var.: GT1_I3
30 6'000
29
28 5'000
27
Volumenstrom pro Zone [m3/h]
Raumlufttemperatur [°C]
26 4'000
25
24 3'000
23
22 2'000
21
20 1'000
19
18 0
03.Okt 04.Okt 05.Okt 06.Okt 07.Okt 08.Okt 09.Okt 10.Okt
Datum
Raumtemp ZoneB_SW Raumtemp ZoneB_NE Raumtemp ZoneS_S
Volumenstrom ZoneB_SW Volumenstrom ZoneB_NE Volumenstrom ZoneS_S
Abbildung 6 Verlauf der Raumlufttemperatur und des Volumenstroms über eine Woche im Herbst
Variante GT1_I3
Betrachten wir die Situation im Herbst ist zu sehen, dass alle Volumenströme reduziert in Betrieb sind.
HTA LUZERN Seite 1 3 /6 7VAV Optimizer
3.1.1 Volumenstrom
Häufigkeit des Volumenstrom
8'000
7'000
GT1_I1_dp
GT1_I2_dp
6'000 GT1_I3_dp
GT2_I1_dp
Volumenstrom [m3/h]
5'000 GT2_I2_dp
GT2_I3_dp
MAX (7100)
4'000
3'000
2'000
1'000
-
- 500 1'000 1'500 2'000 2'500 3'000
Betriebsstunden [h]
Abbildung 7 Häufigkeit des Volumenstroms
In der Abbildung 7 ist der Volumenstroms während der Betriebszeit und geordnet über ein Jahr zu
sehen. Es ist gut zu sehen, dass die Anlage bei der Variante GT1_I3 nur während wenigen Stunden
nahe beim maximalen Volumenstrom betrieben wird. Bei kleineren internen Lasten (GT1_I1 und
GT1_I2) nimmt der Volumenstrom ab. Dass heisst die Lüftungsanlage wird nur während einer sehr
kurzen Zeit im Jahr mit dem maximalen Volumenstrom betrieben. Die meiste Zeit wird die Anlage in
Teillast betrieben.
Auffallend ist, dass bei den drei Varianten mit TABS (GT2_I1, GT2_I2, GT2_I3) der Volumenstrom
im Allgemeinen sehr tief ist. Das ist der Fall, weil bei diesen Varianten die Kühlung vorwiegend mit
dem TABS gemacht wird und der Anteil der Kühlung via Lüftung gering ist.
HTA LUZERN Seite 1 4 /6 7VAV Optimizer
Häufigkeit der Raumlufttemperatur
Mittelwert (Bereich 25 - 28°C)
28
27
Raumlufttemperatur [°C]
26
GT1_I1
GT1_I2
GT1_I3
GT2_I1
GT2_I2
GT2_I3
V' = min
V' = max
25
- 500 1'000 1'500 2'000 2'500 3'000
Betriebsstunden [h]
Abbildung 8 Temperaturhäufigkeit (Raumlufttemperatur) während den Betriebszeiten zwischen 25
und 28°C Mittelwert über alle vier betrachteten Zonen (ohne Gewichtung)
Betrachtet man die Häufigkeiten der Raumlufttemperaturen in dem Bereich mit aktiver Volumen-
stromregulierung der Lüftung (25 bis 27°C) so stellt man fest, dass die Varianten mit TABS nur selten
Raumlufttemperaturen von mehr als 26°C aufweisen: die Lüftungsanlage fördert selten mehr als 60%
des Normvolumenstroms der Anlage und ist stark überdimensioniert.
Auch die beiden Varianten mit Kühlung nur via Luft und tiefen sowie mittleren internen Lasten wei-
sen nur selten Temperaturen oberhalb von 26°C auf. Auch diese Anlagen sind für die vorhandenen
Lasten überdimensioniert.
Die einzige Variante die einigermassen richtig dimensioniert wäre, ist die Variante nur mit Zuluftküh-
lung. Bei dieser Lüftungsanlage wird der Auslegungsvolumenstrom während ein paar Stunden im Jahr
für die Kühlung der Büroräumlichkeiten benötigt.
HTA LUZERN Seite 1 5 /6 7VAV Optimizer
3.2 Energiesparpotential
3.2.1 Auswertung der einzelnen Energiesparpotentiale
Zur Auswertung der Resultate wird ein einheitliches Resultatblatt für alle untersuchten Varianten ver-
wendet. Am Beispiel der Variante Lx_GT1_I3 wird dieses Resultatblatt erläutert.
Abbildung 9 Auswertung Energieeinsparung
Variante Lx_GT1_I3
Resultate
Das Resultatblatt ist in einen linken und einen rechten Bereich aufgeteilt. Auf der linken Seite sind die
Resultate für den Zuluftventilator dargestellt. Im rechten Bereich sind die Daten des Abluftsystems.
HTA LUZERN Seite 1 6 /6 7VAV Optimizer
Diagramm: Druckverlust System ZUL / ABL
Im ersten Diagramm mit dem Titel „Druckverlust System ZUL“ ist die Druckerhöhung im Ventilator
abhängig vom momentanen Volumenstrom dargestellt. Es werden die Betriebszustände mit konventi-
oneller Regulierung und mit dem VAV Optimizer dargestellt. Bei den Varianten mit konstantem
Druck über dem Ventilator wird an Stelle von den Druckwerten beim konventionellen System die
Netzkennlinie im Diagramm dargestellt. Die Datenpunkte des Druckverlustes entsprechen bei diesem
System konstant dem maximalen Druck (ZUL: 716Pa, ABL: 609Pa).
Diagramm: Ventilator Leistung ZUL / ABL
Auf diesem Diagramm ist die Ventilatorleistung abhängig vom Volumenstrom dargestellt. Es sind die
Leistungsaufnahmen für das konventionelle System sowie für das VAV Optimizer-System abgebildet.
Ab einem bestimmten Volumenstrom und Druck bleibt die Ventilatorleistung konstant.
Weitere Datenblätter
Die Resultatblätter der restlichen Untersuchungen sind im Anhang zu finden.
3.2.2 Verhältnis Energieeinsparung zwischen ZUL/ABL-System
Für die weiteren Auswertung haben wird nur noch die Einsparungen beim Zuluftsystem betrachtet.
Das Einsparpotential beim Abluftsystem liegt im Allgemeinen 15 bis 25% unter demjenigen der Zu-
luft.
Verhältnis Energiesparpotential ZUL / ABL System
35%
30%
Differenz ZUL / ABL [%]
25%
20%
15%
10%
5%
0%
0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70%
Einsaprung ZUL Ventilator [%]
Abbildung 10 Diagramm der Differenz zwischen ZUL/ABL-Einsparungspotential
HTA LUZERN Seite 1 7 /6 7VAV Optimizer
3.2.3 Zusammenstellung der Energiesparpotentiale
Damit die Resultate übersichtlich dargestellt werden können, werden die Daten zusammengefasst und
als Diagramme grafisch ausgewertet.
Vergleich VVS-Varianten
Energieeinsparung der untersuchten Varianten
70%
60%
Einsparung ZUL [%]
50%
40%
30%
20%
10%
0%
GT2_I1_dp
GT2_I2_dp
GT2_I3_dp
GT1_I1_dp
GT1_I2_dp
GT1_I3_dp
Lx_GT2_I1_dp
Lx_GT2_I2_dp
Lx_GT2_I3_dp
Lx_GT1_I1_dp
Lx_GT1_I2_dp
Lx_GT1_I3_dp
Lx_GT2_I1_dp
Lx_GT2_I2_dp
Lx_GT2_I3_dp
Lx_GT1_I1_dp
Lx_GT1_I2_dp
Lx_GT1_I3_dp
VVS Ventilator Druck konstant VVS Druck System konstant (dp min 300Pa) VVS Druck System konstant (dp min 140Pa)
Abbildung 11 Zusammenstellung der Energieeinsparungen bei den verschiedenen
untersuchten Varianten
In der Abbildung 11 sind die Einsparpotentiale bei den verschiedenen VVS-Systemen dargestellt. Wie
zu erwarten, ist das Einsparpotential bei den Varianten mit konstantem Druck über dem Ventilator am
grössten. Bei steigenden Vollbetriebsstunden der Lüftungsanlage nimmt das Potential ab, da vor allem
im Teillastbereich grosse Einsparungen möglich sind.
Bei den beiden VVS-Varianten mit konstantem Druck im System, ist das Potential stark vom minima-
len Druck im System abhängig. Bei einem optimal installierten VVS-System mit einem minimalen
Druckverlust von 140 Pa sind die Einsparmöglichkeiten sehr klein.
Vergleich Volumenstrom (Volllaststunden)
70%
VVS Ventilator Druck konstant
60%
VVS Druck System konstant (dp min 300Pa)
Einsparpotential [%]
50% VVS Druck System konstant (dp min 140Pa)
40%
30%
20%
10%
0%
0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%
Volllaststunden Lüftungsanlagen [%]
Abbildung 12 Energiesparpotential abhängig von den Volllaststunden bei
unterschiedlichen VVS-Systemen
Die Punkte im Diagramm wurden mit Hilfe der thermischen Simulation und den anschliessenden Be-
rechnungen mit Excel ermittelt. Ist der Volumenstrom der Lüftung immer 100% (KVS, Konstant-
HTA LUZERN Seite 1 8 /6 7VAV Optimizer Volumenstrom-System) kann mit dem VAV Optimizer keine Energie eingespart werden. Daraus er- gibt sich ein weiterer Datenpunkt für obiges Diagramm. Wie bereits in der Abbildung 11 dargestellt, ist das Einsparpotential von der Art des VVS-Systems abhängig. Zudem ist das Einsparpotential auch von den Volllaststunden abhängig: Wird eine Lüf- tungsanlage häufig mit dem maximalen Volumenstrom betrieben, ist das Einsparpotential gering. Bei einer überdimensionierten Lüftungsanlage mit wenig Volllaststunden und einem VVS-System mit konstantem Druck beim Ventilator ist das Einsparpotential jedoch gross. Bei Anlagen mit konstantem Druck über dem System sind die Einsparungen deutlich kleiner. Je nach dem wie gross der minimale Druckverlust im System ist, variieren die Einsparungen. Die möglichen Einsparungen liegen im Bereich zwischen 0 bis 20%. Die Einsparungen sind auch hier abhängig von den Volllaststunden der Anlage. Wie im Diagramm zu sehen ist, liegt die maximale Einsparmöglich- keit bei diesen Varianten im Bereich zwischen 30 bis 40%. Das heisst, dass bei Anlagen mit extrem unterschiedlichen Lasten, ein VAV Optimizer Einsparungen im Bereich von 5 bis 20% möglich macht. Bei Lüftungsanlagen mit nur wenig variierendem Volumenstrom, bringt der VAV Optimizer nur eine kleine Einsparung. (Siehe Tabelle 3) HTA LUZERN Seite 1 9 /6 7
VAV Optimizer 4 Fazit und Erkenntnisse 4.1 Betrieb von VVS-Systemen Unsere Nachfragen bei diversen Lüftungsfachleuten haben ergeben, dass in über 80% der Lüftungsan- lagen das VVS falsch betrieben wird. In diesen Anlagen wird der Druck über den Ventilator konstant gehalten. In nur rund 20% der Lüftungsanlagen wird die Regulierung richtig installiert. Damit die VVS-Regulierung korrekt realisiert werden kann, muss der kritische Lüftungsstrang mit Hilfe einer Druckverlustberechnung ermittelt werden. Da heute nur noch in den wenigsten Anlagen eine solche Druckverlustberechnung gemacht wird, werden die Anlagen suboptimal reguliert. Würde diese Druckverlustberechnung gemacht, könnte eine korrekte VVS-Regulierung installiert werden. 4.2 Betrieb von VVS-Systemen mit dem VAV Optimizer 4.2.1 Einsparungen Wie die Berechnungen gezeigt haben, ist die zu erwartende Einsparung stark vom VVS-System und vom Kanalnetz abhängig. Wird die Lüftung korrekt geplant und dimensioniert, ist mit einer maxima- len Einsparungen von zirka 20% zu rechnen. In Anlagen die überdimensioniert sind und der Ventilator falsch gesteuert wird ist, das Energiesparpotential jedoch sehr hoch und es können bis zu 60% der Ventilatorenergie eingespart werden. 4.2.2 Neue Anlage Wird eine neue Lüftungsanlage geplant und auf eine Druckverlustberechnung verzichtet, ist der Ein- satz von VAV Optimizern auf jeden Fall sinnvoll. Das System optimiert die Lüftungsanlage selber. Mit dem VAV Optimizer kann der reduzierte Planungsaufwand kompensiert werden. Bei Anlagen in welchen der Druckverlust im Detail berechnet wird, ist der Einsatz eines VAV Opti- mizers zu prüfen. Je nach Kanalnetz kann ein VAV Optimizer die Ventilatorenergie noch um bis zu 20% reduzieren. HTA LUZERN Seite 2 0 /6 7
VAV Optimizer
4.2.3 Bestehende Anlage
Bei bestehende Anlagen, welche mit einem VVS-System und Druckregulierung über den Ventilator
betrieben werden, kann durch eine Nachrüstung mit VAV Optimizern eine erhebliche Menge der Ven-
tilatorenergie gespart werden. Der Einsatz eines VAV Optimizers amortisiert sich vermutlich in weni-
gen Jahren. Bei Lüftungsanlagen welche mit einem VVS-System mit Druckhaltung im System betrie-
ben werden, ist der Einsatz eines VAV Optimizers im Detail zu prüfen. Bei diesen Anlagen ist die
mögliche Einsparung stark von de Anzahl Stunden mit Volllastbetrieb der Lüftung abhängig.
70%
VVS Ventilator Druck konstant
60%
VVS Druck System konstant (dp min 300Pa)
Einsparpotential [%]
50% VVS Druck System konstant (dp min 140Pa)
40%
30%
20%
10%
0%
0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%
Volllaststunden Lüftungsanlagen [%]
Abbildung 13 Energieeinsparpotential abhängig von den Volllaststunden bei
unterschiedlichen VVS Systemen
In der Tabelle 3 ist das zu erwartende Energiesparpotential abhängig vom gewählten VVS – System
und der Art der Dimensionierung dargestellt.
Einsparpotential
∆p Ventilator
VVS – System
konstant
∆p Lüftungsnetz
konstant ()
wenig Volllastsunden 30 - 40% Volllaststunden viele Volllaststunden
(überdimensioniert) (optimal dimensioniert) (optimal dimensioniert)
Dimensionierung
Tabelle 3 Zu erwartendes Energiesparpotential bei unterschiedlichen Lüftungsanlagen
HTA LUZERN Seite 2 1 /6 7VAV Optimizer
5 Anhang
5.1 Simulationsperiode
Damit das jährliche Energiesparpotential des VAV Optimizers berechnet werden kann, wird das ganze
Jahr 2005 simuliert.
5.2 Klimadaten
5.2.1 Meteodaten
Für die Simulationen werden die DRY Daten für Zürich genommen [Design Reference Year].
Aussenlufttemperatur
40
30
Aussentemperatur [°C]
20
10
0
-10
-20
0 730 1460 2190 2920 3650 4380 5110 5840 6570 7300 8030 8760
Jahresstunde [h]
Abbildung 14 Aussenlufttemperaturen, DRY Daten, Standort Zürich
5.2.2 Beschattung
Da sich die untersuchten Räumlichkeiten im 4. Obergeschoss befinden, wird keine externe Beschat-
tung durch umliegende Gebäude berücksichtigt. Es ist auch kein überhöhter Horizont vorhanden.
HTA LUZERN Seite 2 2 /6 7VAV Optimizer 5.3 Bauteilkonstruktionen 5.3.1 Aussenwand (U-Wert 0.48 W/m2K) Bezeichnung Dicke Wärmeleitfähigkeit Wärmekapazität Dichte [-] [m] [W/(m*K)] [J/(kg*K)] [kg/m3] Innenseite Blech 0.003 60 460 7800 Isolation 0.07 0.036 750 20 Blech 0.003 60 460 7800 Aussenseite 5.3.2 Boden / Decke Bezeichnung Dicke Wärmeleitfähigkeit Wärmekapazität Dichte [-] [m] [W/(m*K)] [J/(kg*K)] [kg/m3] Bodenoberseite Halopex 0.01 0.17 1400 1300 Zement 0.03 1.5 1100 2200 Beton 0.18 1.8 1080 2000 (TABS) Beton 0.18 1.8 1080 2000 Bodenunterseite 5.3.3 Innenwand Bezeichnung Dicke Wärmeleitfähigkeit Wärmekapazität Dichte [-] [m] [W/(m*K)] [J/(kg*K)] [kg/m3] Gipsplatte 0.026 0.22 1090 970 Hohlraum 0.032 0.17 1006 1.2 Isolation 0.03 0.036 750 20 Hohlraum 0.032 0.22 1090 970 Gipsplatte 0.026 0.17 1006 1.2 HTA LUZERN Seite 2 3 /6 7
VAV Optimizer 5.3.4 Fenster Bezeichnung Wert Einheit U-Wert Glas 1.21 W/(m2*K) U-Wert Rahmen (Aussenwand) 0.48 W/(m2*K) Rahmenanteil 15 % g-Wert 0.4 % t-sol Wert 0.32 % Fensterlüftung n j/n 5.3.5 Beschattungseinrichtung Die Beschattung durch Sonnenstoren wird mit Reduktionsfaktoren definiert. Bezeichnung Wert Einheit Red. U-Wert 1.0 - Red. g-Wert 0.38 - Red. t-sol Wert 0.2 - Automatik: Sonnenschutz unten ab: 150 W/m2 HTA LUZERN Seite 2 4 /6 7
VAV Optimizer
5.4 Räume
5.4.1 Raumgeometrie LONGUS
Es werden die Räume im 4. Obergeschoss im Kern D simuliert.
Die betrachtete Zone wird wie folgt in sechs thermisch unterschiedliche Teilzonen aufgeteilt:
- Zone Büro Nord/Ost
- Zone Büro Süd/West
- Zone Sitzung Nord
- Zone Sitzung Süd
- Zone Technik 1
- Zone Technik 2
Abbildung 15 Aufteilung 4. OG, Kern D, in thermisch unterschiedliche Teilzonen
HTA LUZERN Seite 2 5 /6 7VAV Optimizer
5.4.2 Raumgeometrie IDA
Für die thermische Simulation wird die Raumgeometrie vereinfacht. Die beiden Technikzonen werden
nicht mitsimuliert. Die Wände welche an diese Technikzonen grenzen, werden als adiabate Wände
simuliert (kein Wärmetransport).
Die vier simulierten Bürozonen werden als rechteckige Zonen vereinfacht. Die Zonen im IDA sehen
wie folgt aus.
Abbildung 16 Raum- / Gebäudegeometrie im IDA ICE
Die betrachteten Zonen werden in fünf thermisch unterschiedliche Zonen aufgeteilt:
1. Büro Süd/West
2. Büro Nord/Ost
3. Zwischenzone
4. Sitzungszimmer Süd
5. Sitzungszimmer Nord
In den folgenden Kapiteln sind die Räume mit ihren genauen Angaben aufgeführt. Die Simulationen
werden für drei unterschiedliche interne Lasten durchgeführt. Die Werte sind nachfolgend für die ein-
zelnen Räume definiert.
HTA LUZERN Seite 2 6 /6 7VAV Optimizer
5.4.3 Büro Süd/West
Länge / Breite / Höhe: 32.98 / 9.27 / 3.5 m
Fläche: 305.72 m2
Heizleistung: 30W/m2 x 305.7m2 = 9’200W
Personen
Belegung: 12 / 10 / 8 m2/P
Anzahl: 25 / 31 / 38 Arbeitsplätze
Fahrplan: gemäss SWKI 95-3, Nutzung Grossraumbüro
Mo bis Fr
Aktivitätsgrad: 1.2 met (sitzende Arbeit, Büro)
Bekleidung: 0.6 clo
Geräte
Spez. Leistung: 4 / 10 / 19 W/m2
Leistung: 1'200 / 3'000 / 5'800 W
Anteil Strahlung: 30%
Fahrplan: wie Personen
Beleuchtung
Spez. Leistung: 7.5 / 9 / 10.5 W/m2
Leistung: 2'290 / 2'750 / 3'210 W
5m Randzone: Steuerung nach Lichtsollwert 5/9
4m Innenzone: Konstante Leistung 4/9
Lichtausbeute: 65 lm/W
Konvektiver Anteil: 40%
Fahrplan: Wie Personenfahrplan
Steuerung nach Lichtsollwert und Fahrplan
Lichtsollwert 500Lux
Lüftung
Volumenstromverhältnis: ABL/ZUL = 1
ZUL - Volumenstrom: 3’250 m3/h
HTA LUZERN Seite 2 7 /6 7VAV Optimizer
5.4.4 Büro Nord/Ost
Geometrie
Länge / Breite / Höhe: 32.98 / 9.27 / 3.5 m
Fläche: 319.63 m2
Heizleistung: 30W/m2 x 319.6m2 = 9’600W
Personen
Belegung: 12 / 10 / 8 m2/P
Anzahl: 27 / 32 / 40 Arbeitsplätze
Fahrplan: gemäss SWKI 95-3, Nutzung Grossraumbüro
Mo bis Fr
Aktivitätsgrad: 1.2 met (sitzende Arbeit, Büro)
Bekleidung: 0.6 clo
Geräte
Spez. Leistung: 4 / 10 / 19 W/m2
Leistung: 1'300 / 3'200 / 6'070 W
Anteil Strahlung: 30%
Fahrplan: wie Personen
Beleuchtung
Spez. Leistung: 7.5 / 9 / 10.5 W/m2
Leistung: 2'400 / 2'880 / 3'360 W
5m Randzone: Steuerung nach Lichtsollwert 5/9
4m Innenzone: Konstante Leistung 4/9
Lichtausbeute: 65 lm/W
Konvektiver Anteil: 40%
Fahrplan: Wie Personenfahrplan
Steuerung nach Lichtsollwert und Fahrplan
Lichtsollwert 500Lux
Lüftung
Volumenstromverhältnis: ABL/ZUL = 1
ZUL - Volumenstrom: 2’850 m3/h
HTA LUZERN Seite 2 8 /6 7VAV Optimizer
5.4.5 Büro Zwischenzone
Länge / Breite / Höhe: 6.93 / 7.06 / 3.5 m
Fläche: 48.92 m2
Personen
Belegung: Keine
Geräte
Spez. Leistung: 4 / 10 / 19 W/m2
Leistung: 200 / 500 / 1'000 W
Anteil Strahlung: 30%
Fahrplan: wie Personen
Beleuchtung
Spez. Leistung: 7.5 / 9 / 10.5 W/m2
Leistung: 370 / 440 / 520 W
Lichtausbeute: 65 lm/W
Konvektiver Anteil: 40%
Fahrplan: Wie Personenfahrplan
Ohne Steuerung
Lüftung
Volumenstromverhältnis: ABL/ZUL = 1
ZUL - Volumenstrom: 0 m3/h
HTA LUZERN Seite 2 9 /6 7VAV Optimizer
5.4.6 Sitzung Süd und Nord
Geometrie
Länge / Breite / Höhe: 7.2 / 3.53 / 3.5 m
Fläche: 25.42 m2
Personen
Belegung: 4 / 3 / 2 m2/P
Anzahl: 6 / 8 / 13 Arbeitsplätze
Fahrplan: gemäss SWKI 95-3 Sitzungszimmer
Mo bis Fr
Aktivitätsgrad: 1.2 met (sitzende Arbeit, Büro)
Bekleidung: 0.6 clo
Geräte
Spez. Leistung: 1 / 2 / 3 W/m2
Leistung: 30 / 50 / 80 W
Anteil Strahlung: 30%
Fahrplan: wie Personen
Beleuchtung
Spez. Leistung: 9 / 11 / 13 W/m2
Leistung: 250 / 280 / 330 W
5m Randzone: Steuerung nach Lichtsollwert 5/9
4m Innenzone: Konstante Leistung 4/9
Lichtausbeute: 65 lm/W
Konvektiver Anteil: 40%
Fahrplan: Wie Personenfahrplan
Ohne Steuerung
Lüftung
Volumenstromverhältnis: ABL/ZUL = 1
ZUL - Volumenstrom: 500 m3/h
HTA LUZERN Seite 3 0 /6 7VAV Optimizer
5.5 Heizung / Lüftung / Kälte / TABS
5.5.1 Heizungsanlage
In den beiden aussen liegenden Zonen Büro Süd/West und Nord/Ost werden Heizkörper modelliert.
Die Leistung der Heizkörper wird überschlagsmässig mit 40 W/m2 eingesetzt. Die Heizkörper sind auf
einer innen liegenden Wand platziert.
Die Regulierung der Heizkörper erfolgt mit einem Proportionalregler.
Der Sollwert für die Heizung beträgt 21°C.
5.5.2 Lüftungsanlage
Betriebszeiten
Die Lüftungsanlage wird wie folgt betrieben:
− Montag bis Freitag: 06.30 bis 18.15 Uhr
− Samstag: 07.00 bis 12.00 Uhr
− Sonntag: kein Betrieb
Volumenstromregelung
Die Volumenstrom-Regelung der einzelnen Zonen erfolgt aufgrund der Raumlufttemperatur. Die Re-
gulierung wird wie folgt modelliert.
Prozentualer Volumenstrom
1.2
1
Volumenstrom [%]
0.8
0.6
0.4
0.2
0
16 18 20 22 24 26 28 30 32
Raumlufttemperatur [°C]
Abbildung 17 Volumenstromregulierung nach Raumlufttemperatur
Der Volumenstrom wird nur anhand der Raumlufttemperatur reguliert. Es ist keine Regulierung für
die CO2- Konzentration vorgesehen.
HTA LUZERN Seite 3 1 /6 7VAV Optimizer
Temperaturen
Die Zulufttemperatur wird nach der Aussentemperatur geregelt. Für die Zuluft wird folgende Kennli-
nie definiert.
Zulufttemperatur
22
21
Zulufttemperatur [°C]
20
19
18
-25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
Aussentemperatur [°C]
Abbildung 18 Zulufttemperatur anhand der momentanen Aussenlufttemperatur
Die Temperaturerhöhung durch den Ventilator beträgt konstant 1Kelvin.
Ventilatorkenndaten
Die Ventilatordaten wurden mit Hilfe des Programms ProSELECTA++ der Firma Gebhardt an ver-
schieden Punkten ausgelesen. In der Abbildung 19 sind die Punkte im Ventilatorkennfeld eingezeich-
net.
HTA LUZERN Seite 3 2 /6 7VAV Optimizer
Abbildung 19 Datenblatt Ventilator, Fabr. Gebhardt, Typ RZR 400
Dargestellte Punkte werden für die Berechnung benötigt.
HTA LUZERN Seite 3 3 /6 7VAV Optimizer
Leistungstabelle Ventilator ZUL Typ: RZR 11 400 / Gebhardt
Druckverlust 1 200 300 400 500 600 800
Volumenstrom 2 3 4 5 6 7 8
8000 0.460 0.780 1.010 1.240 1.480 1.730 2.240
6000 0.400 0.490 0.670 0.860 1.060 1.270 1.710
5000 0.400 0.400 0.540 0.710 0.890 1.080 1.490
4000 0.400 0.400 0.440 0.590 0.750 0.930 1.290
3000 0.400 0.400 0.400 0.490 0.630 0.780 1.290
2000 0.400 0.400 0.400 0.490 0.630 0.780 1.290
10 0.400 0.400 0.400 0.490 0.630 0.780 1.290
Tabelle 4 Tabellenwerte Ventilator Fabr. Gebhardt, Typ RZR 11 400
Leistungsaufnahme Leistungsaufnahme
2.5 2.5
8000 1
6000 200
5000 300
2.0 4000 2.0 400
3000 500
2000 600
Leistungsaufnahem Ventilator
Leistungsaufnahem Ventilator
10 800
1.5 1.5
1.0 1.0
0.5 0.5
0.0 0.0
0 100 200 300 400 500 600 700 800 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
Druckverlust Volum enstrom
Abbildung 20 Leistungsdiagram Ventilator Fabr. Gebhard, Typ RZR 11 400
Links: Abhängig vom Druckverlust / Volumenstrom
Rechts: Abhängig vom Volumenstrom / Druckverlust
HTA LUZERN Seite 3 4 /6 7VAV Optimizer
5.5.3 TABS
Die Simulationen mit der Bezeichnung „GT2_xx“ werden zusätzlich mit einem TABS ausgerüstet.
Die Positionierung des TABS ist im Kapitel: 5.3.2 bestimmt.
Das TABS-Register wird mit einem konstanten Massenstrom von 20kg/m2h betrieben. Das TABS ist
während 24h pro Tag in Betrieb. Die Vorlauftemperatur fürs TABS wird abhängig von der mittleren
Tagesaussentemperatur nach unten stehender Kennlinie gesteuert. Ab einer mittleren Aussentempera-
tur von weniger als 15°C wird das TABS ausgeschaltet.
Regulierung TABS
35 1.2
30 1
TABS Betrieb EIN / AUS
Vorlauftemperatur [°C]
25 0.8
20 0.6
Vorlauftemperatur TABS
15 0.4
TABS Ein/Aus
10 0.2
5 0
0 -0.2
-15 -10 -5 0 5 10 15 20 25 30 35
Mittelwert der Aussenlufttemperatur (24h) [°C]
Abbildung 21 Vorlauftemperatur TABS
HTA LUZERN Seite 3 5 /6 7VAV Optimizer 5.6 Weitere Resultatauswertungen 5.6.1 Zusammenstellungen HTA LUZERN Seite 3 6 /6 7
VAV Optimizer HTA LUZERN Seite 3 7 /6 7
VAV Optimizer 5.6.2 Auswertungen ∆p Ventilator konstant HTA LUZERN Seite 3 8 /6 7
VAV Optimizer HTA LUZERN Seite 3 9 /6 7
VAV Optimizer HTA LUZERN Seite 4 0 /6 7
VAV Optimizer HTA LUZERN Seite 4 1 /6 7
VAV Optimizer HTA LUZERN Seite 4 2 /6 7
VAV Optimizer HTA LUZERN Seite 4 3 /6 7
VAV Optimizer 5.6.3 Auswertungen ∆p Lüftungsnetz konstant (min 300Pa) HTA LUZERN Seite 4 4 /6 7
VAV Optimizer HTA LUZERN Seite 4 5 /6 7
VAV Optimizer HTA LUZERN Seite 4 6 /6 7
VAV Optimizer HTA LUZERN Seite 4 7 /6 7
VAV Optimizer HTA LUZERN Seite 4 8 /6 7
VAV Optimizer HTA LUZERN Seite 4 9 /6 7
VAV Optimizer HTA LUZERN Seite 5 0 /6 7
VAV Optimizer HTA LUZERN Seite 5 1 /6 7
VAV Optimizer 5.6.4 Auswertungen ∆p Lüftungsnetz konstant (min 140Pa) HTA LUZERN Seite 5 2 /6 7
VAV Optimizer HTA LUZERN Seite 5 3 /6 7
VAV Optimizer HTA LUZERN Seite 5 4 /6 7
VAV Optimizer HTA LUZERN Seite 5 5 /6 7
VAV Optimizer HTA LUZERN Seite 5 6 /6 7
VAV Optimizer HTA LUZERN Seite 5 7 /6 7
VAV Optimizer HTA LUZERN Seite 5 8 /6 7
VAV Optimizer HTA LUZERN Seite 5 9 /6 7
VAV Optimizer HTA LUZERN Seite 6 0 /6 7
VAV Optimizer HTA LUZERN Seite 6 1 /6 7
VAV Optimizer HTA LUZERN Seite 6 2 /6 7
VAV Optimizer HTA LUZERN Seite 6 3 /6 7
VAV Optimizer HTA LUZERN Seite 6 4 /6 7
VAV Optimizer HTA LUZERN Seite 6 5 /6 7
VAV Optimizer 5.6.5 Auswertungen Ventilator Typ RZR..-0250 HTA LUZERN Seite 6 6 /6 7
VAV Optimizer HTA LUZERN Seite 6 7 /6 7
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