Die Potenziale neuer Induktionsklimageräte werden oft unterschätzt

TGA: Herr Hartmann, Induktionsklimaanlagen stehen in dem Ruf, technisch überholt zu sein. Ist dieser Ruf begründet?

Hartmann: Das ist nachvollziehbar, aber nicht berechtigt. LTG ist nicht nur Erfinder der Induktionstechnik, sondern treibt ihre Entwicklung aktiv voran. Dennoch haben viele Planer und Nutzer den Eindruck, Induktion sei unflexibel, ressourcenintensiv und unkomfortabel. Er basiert auf Erfahrungen mit Anlagen, die teilweise vor einem halben Jahrhundert konzipiert wurden: In den 1960er-Jahren wurden viele Bürogebäude mit den damals modernen Induktionsklimaanlagen ausgestattet. Allerdings konnten sie nur mit der für den Volllastbetrieb bei maximaler Heiz- oder Kühllast erforderlichen Luftmenge und mit hohen Systemdrücken betrieben werden. Viele Nutzer klagten früher außerdem über Zugerscheinungen und bemängelten, keinen Einfluss auf die Klimatisierung nehmen zu können. Das ist nicht mehr zeitgemäß.

Durch einen großen Entwicklungsschritt, der uns in jüngster Vergangenheit gelungen ist, haben wir es aber heute in der Induktionstechnik mit sehr energieeffizienten und flexiblen Geräten zu tun. Sie eröffnen bei der Sanierung und im Neubau vielfach unterschätzte Potenziale. Nutzer der neuen Gerätegeneration profitieren von einem Plus an Energieeffizienz, was in den geringeren Systemdrücken begründet ist, dazu von der Möglichkeit eines variablen Luftstroms. Und dank der Misch-Quell-Lüftung braucht auch der Klimakomfort den Vergleich mit anderen Technologien nicht zu scheuen.

» Die von uns entwickelte Misch-Quell-Lüftung wurde aufgrund ihrer Vorteile in die VDI 3804 „Raumlufttechnik für Bürogebäude“ auf­genommen. Unsere Fassaden-Induktionsgeräte mit smart-flow-Technik können bei hohen Kühllasten mit zusätzlicher Primärluft ­sogar eine überlagerte Quellluftströmung erzeugen.« Wolf Hartmann

TGA: Das heißt, die Misch-Quell-Lüftung macht Schluss mit der hohen Zahl unzufriedener Nutzer?

Hartmann: Die Misch-Quell-Lüftung ist Voraussetzung für den hohen Komfort, denn sie hat weder die Nachteile der Tangentiallüftung noch die der Quelllüftung. Bei der Tangentiallüftung war man darauf angewiesen, dass die Luft bei einem fassadenseitigen Gerät am Fenster mit hohem Impuls ausgeworfen wird und sich eine Raumluftwalze ausbildet. Deckenunterzüge, ja sogar eine unvorhergesehene Möblierung des Raums, konnten diese Luftausbreitung jedoch behindern und zu Zugerscheinungen führen.

Bei einer Quelllüftung wird dies vermieden, indem die Luft das Gerät impulsarm nach ­vorne verlässt und sich als „Kaltluftsee“ durch den Raum schiebt. Allerdings bedeutet das bei hohen Kühllasten, dass die Nutzer im wahrsten Sinne des Wortes kalte Füße bekommen können. Sie können sich vorstellen, dass dies eine hohe Zahl unzufriedener Nutzer mit sich brachte.

Darum hat LTG im Jahr 1998 die Misch-Quell-Lüftung entwickelt, die diese Nachteile beseitigt. Dabei wird der kalte Luftstrom mit geringerer Geschwindigkeit schräg nach oben ausgeblasen und auf kurzer Strecke mit der Raumluft durchmischt. Damit werden Geschwindigkeit und Temperaturdifferenzen auf ein behagliches Maß abgebaut und die Luft strömt mit großer Eindringtiefe am Boden in den Raum Abb. 2.

Diese neue Strömungsform weist so viele Vorteile auf, dass sie offiziell in die VDI 3804 „Raumlufttechnik für Bürogebäude“ aufgenommen wurde. Die Misch-Quell-Lüftung ist die Basis unserer heutigen Fassaden-Induktionsgeräte, die mit der sogenannten smart-flow-Technologie nun sogar die Möglichkeiten bieten, bei höheren Kühllasten mit zusätzlicher Primärluft eine überlagerte Quellluftströmung zu erzeugen. So können wir Primärluftströme bis zu 120 m³/h pro Gerät umsetzen, ohne dass es zu unangenehmer Zugluft kommt.

TGA: Durch das Lüftungsprinzip der neuen ­Induktionsgeräte ist einer der Hauptkritikpunkte, die Zugluft, also abgestellt. Hat sich dies in der Praxis bestätigt?

Hartmann: Das Prinzip überzeugt sowohl im Labor als auch in der Praxis. Bevor wir die neuen, variablen Induktionsgeräte auf den Markt gebracht haben, wurden diese natürlich in unserem hauseigenen Strömungslabor Abb. 3 untersucht. Hier können wir verschiedene Raumsituationen und Lasten simulieren und die Luftströmung sowie sämtliche Behaglichkeitsparameter messen, auch im Auftrag unserer Kunden. Es hat sich gezeigt, dass ein angemessener Luftaustausch und die gewünschte thermische Leistung bei sehr niedrigen Luftgeschwindigkeiten erzielt werden können.

Dass unsere Überlegungen sogar für untypische Räume zutreffen, hat sich in der Praxis erwiesen: In einem größeren Bürogebäude bei Stuttgart wurden wir aufgefordert, Messungen mit unseren neuen Geräten vor Ort in einem Besprechungsraum mit einem spitzen Winkel durchzuführen. Diese Raumgeometrie hatten wir zuvor noch nie erprobt, aber auch hier haben die Messungen gezeigt, dass die Luftströmung und Klimatisierungswirkung den Wünschen entsprach – und das zudem bei einem geringen Geräuschpegel.

TGA: Ein weiterer Kritikpunkt an der Induktionstechnik war immer, dass diese zu starr sei und nicht auf die Bedürfnisse der Nutzer oder die Raumbelegung reagieren kann. Konnten Sie auch dieses Manko beseitigen?

Hartmann: Ja, auch hier hat sich viel getan. Heute können wir sagen, dass die Luft dem Nutzer im Gebäude folgt. Damit meinen wir, dass ein effizienter Gerätebetrieb, abhängig von der Raumbelegung, möglich ist. Bei Einzel- und Zwei-Personen-Büros lassen sich in der Regel bereits mit einer zweistufigen Regelung hohe Sparpotenziale nutzen, indem bei Abwesenheit der Nutzer auf die Grundlüftung geschaltet wird.

Bei Anwesenheit der Mitarbeiter arbeitet das Induktionsgerät dann mit erhöhter Frischluftmenge. Bei Besprechungsräumen oder Großraumbüros lohnt sich oft eine stufenlose Einstellmöglichkeit – bei LTG nennen wir das smart flow. Hierbei kann die Luftmenge zum Beispiel anhand der Werte eines CO₂Sensors variabel zwischen 20 und 100 % Last eingestellt werden oder sogar eine BoostStufe aktiviert werden. Gegenüber Altanlagen bedeutet das ein immenses Sparpotenzial. Einsetzbar ist diese Leistungsanpassung nicht nur bei typischen Brüstungsanlagen, sie funktioniert auch bei unseren Kühlbalken und Bodeninduktionsgeräten.

TGA: Mit der Induktionstechnik lässt sich also heutzutage auch eine Bedarfslüftung ­realisieren. Welche Einsparmöglichkeiten ­ergeben sich daraus?

Hartmann: Das Sparpotenzial durch die Bedarfslüftung kann bei Büroräumen etwa 20 %, bei Besprechungsräumen vielleicht 40 % ausmachen. Hier kommen die Vorteile der DCV (Demand Controlled Ventilation) voll zum Zuge. Aber das ist nur ein Teil des Sparpotenzials: Den modernen Induktionsgeräten genügt ­bereits ein Druck im Netz von nur 100 Pa, ­früher waren 300 Pa und mehr üblich. Rechnet man dazu noch die Einsparungen, die sich durch die bedarfsgerechte, zentrale Luftauf­bereitung und den geringeren Heiz- und Kühlbedarf ergeben, ist eine Halbierung des Energieverbrauchs gegenüber alten Induktions­anlagen realistisch. Die Investitionen in eine ­Sanierung sind daher oft nach vier Jahren wieder amortisiert. Wir konnten dies bei einem konkreten Pilotprojekt mit Messungen nachweisen und den Nutzer damit zur Sanierung mit unserer neuen smart-flow-Technologie ­bewegen.

TGA: Sie haben gerade das Sparpotenzial gegenüber Induktionsklimaanlagen früherer Generationen – also für die Modernisierung – aufgezeigt. Hat die Induktionstechnik auch im Neubau Chancen?

Hartmann: Die Induktion eignet sich durchaus für Neubauten. Sonst wäre sie in Skandinavien oder Frankreich nicht so beliebt. Auch in anderen Ländern werden viele Objekte zum Beispiel mit Kühlbalken ausgestattet. Die Induktionstechnik ist auch im Hinblick auf die Betriebskosten mehr als konkurrenzfähig, auch gegenüber Fancoils, die wir natürlich nach wie vor häufig einsetzen.

Was die Anforderungen an die zentrale Primärluftversorgung angeht, gibt es hier keinen Unterschied. Bei allen Endgeräten ist für einen bedarfsoptimierten Betrieb der Einsatz von Druck- oder Volumenstromreglern immer sinnvoll, damit im Teillastfall ein energiesparender Betrieb der zentralen Anlagen möglich ist. Damit die Regler bei den heute üblichen niedrigen Systemdrücken und den kleinen Kanalgeschwindigkeiten präzise funktionieren, bieten wir hierfür Kennfeldregler an. Hierin liegt eine unserer Stärken, denn durch diese Produktbandbreite und dank unseres Labors sind wir ein Lösungsanbieter mit Lüftungskompetenz für spezielle Problemstellungen – und nicht nur Komponentenlieferant.

» Berücksichtigt man bei modernen Induktionsgeräten den geringeren Primärdruckbedarf und die Einsparungen, die sich durch die ­bedarfsgerechte Regelung bei der zentralen Luftaufbereitung ­ergeben, ist eine Halbierung des Energieverbrauchs gegenüber ­alten Induktionsanlagen realistisch.« Wolf Hartmann

TGA: Welche systembedingten Vor- und Nachteile hat die Induktionstechnik zum Beispiel gegenüber Anlagen mit Gebläsekonvektoren?

Hartmann: Die prinzipbedingten Vorteile der Induktionstechnik lassen sich gut an unserem Gerät für Hotelzimmer erläutern, das wir im Jahr 2012 am Markt eingeführt haben: Das HFF suite wurde speziell für Hotels entwickelt, um ein nahezu lautloses Klimatisieren zu ermöglichen. Das Gerät wird – wie ein Gebläsekonvektor – in einer abgehängten Decke eingebaut. Der Gast kann die Induktion abschalten, wenn er möchte, sodass nur noch die Grundlüftung durch die Primärluft wirkt. Im Induktionsbetrieb steht eine hohe Heiz- und Kühlwirkung zur Verfügung. Das entscheidende ist, dass das neue Induktionsgerät trotz extrem kompakter Abmessungen eine etwa 20 % höhere Kühlleistung bietet und somit auch „trocken“ betrieben werden kann. Sie haben also weder am Gerät noch am Kaltwassernetz Kosten oder Probleme aufgrund von Kondensat. Und Sie können den Kaltwassererzeuger auf einem energetisch günstigeren Temperaturniveau betreiben.

Dazu kommen systemspezifische Vorteile: Wo kein Ventilator eingebaut ist, muss kein Motor gewartet werden, wird kein Strom verbraucht und entsteht kein Gebläsegeräusch. Der sehr leise Betrieb moderner Induktionsgeräte spielt auch im Krankenhaus, in Seniorenheimen und anderen Objekten eine große Rolle. Gegenüber Gebläsekonvektoren ist außerdem die Wartung einfacher, weil ein Induktionsgerät nur gelegentlich mit einem Staubsauger abgesaugt werden muss. Kurzum: Die Induktion bietet mehr Komfort für geringere Betriebskosten.

TGA: Wie können sich Planer und Bauherren darüber informieren, ob die Induktions­technik auch für sie geeignet ist?

Hartmann: Grundsätzlich ist die Induktionstechnik immer eine Option, wenn eine zentrale Primärluftversorgung zur Verfügung steht. Die Entscheidung und optimale Auslegung im Einzelfall erfordert natürlich – wie auch bei anderen Systemen – ein gewisses spezifisches Know-how. Wir haben versucht, die technische Auslegung in unserer Dokumentation optimal darzustellen, und werden auch Anfang 2013 eine grundlegend überarbeitete Auswahlübersicht für unsere Luft-Wasser-Systeme vorstellen.

Ich kann alle Interessenten nur einladen, direkt Kontakt zu den Anbietern von Induktionsgeräten aufzunehmen und ihre Raumanforderungen und die gewünschten Luftparameter vorzustellen. Auf Basis von konkreten Daten kann ein Experte analysieren, welche und wie viele Raumgeräte erforderlich wären, wo sie sinnvoll eingesetzt werden, welche Verstellmöglichkeiten sie haben sollten und welche Anforderungen an die Zentralanlagen und das Luftnetz gestellt werden. Erst auf dieser Grundlage ist ein objektbezogener Vergleich mit anderen Klimatisierungsprinzipien sinnvoll.

TGA: Welche Entwicklungsreife hat die Induktionstechnik momentan?

Hartmann: Mit dem jungen smart-flow-Prinzip ist bereits ein gewaltiger Evolutionsschritt getan. Ich denke, bei den Induktionsgeräten werden in den kommenden Jahren „nur“ Detailverbesserungen anstehen. Es muss also niemand weitere Entwicklungen abwarten, sondern kann mit den verfügbaren Geräten die leider oft noch unbekannten Potenziale der Induktionstechnik sofort heben. Für unser Team steht darum nun im Vordergrund, die Möglichkeiten der neuen Gerätegeneration bekannter zu machen und auf ihrer Basis objektspezifische Lösungen umzusetzen.

TGA: Herr Hartmann, vielen Dank für das ­Gespräch. •

Wolf Hartmann (Jahrgang 1962) kam nach dem Studium der Verfahrenstechnik an der ­Technischen Universität München als Diplom-Ingenieur in die Klima- und Lüftungstechnik, wo er für verschiedene Unternehmen der Branche in leitenden Positionen tätig war. Hartmann engagiert sich auch in diversen Verbänden, u.a. im VDMA als Vorstandsmitglied des Fachverbands Allgemeine Lufttechnik. Seit März 2011 ist er Vorstandsvorsitzender der LTG Aktiengesellschaft in Stuttgart.

Moderne Induktionsanlagen ermöglichen eine nutzungsorientierte Außenluftzufuhr und eine Temperierung bei geringer Geräuschentwicklung. LTG kombiniert hierzu die Vorteile der Mischlüftung und der Quelllüftung in der sogenannten Misch-Quell-Lüftung. Sie ermöglicht das zugfreie Einbringen von zum Beispiel 30 oder 60 m³/h Luft je Gerät über dessen Injektor. Aufgrund der starken Vermischung der kalten Zuluft mit der warmen Luft in Fassadennähe durch spezielle, divergierende Luftleitelemente im Ausblasquerschnitt der Geräte, lässt sich die Zieltemperatur bei dieser Strömungsvariante bei niedrigen Luftgeschwindigkeiten herstellen. Die Misch-Quell-Lüftung wirkt so auch einer Temperaturschichtung entgegen und vermeidet eine unangenehme Fußkälte.

Zugunsten eines bedarfsoptimierten Betriebs können Induktionsgeräte der neuen Generation mit variablem Induktionsverhältnis der Raumnutzung angepasst werden. Je nach Gerät ist dies durch die einmalige Vorgabe der Luftmenge oder das stufenweise bzw. stufenlose Regeln des Luftdurchsatzes möglich. Als besonders vielseitig erweist sich diesbezüglich das LTG-System „smart flow“. Hierbei werden Luftmengen und Strömungsformen am Raumklimagerät so geregelt, dass Luftqualität und Raumtemperatur mit geringstmöglicher Luftbewegung, somit bei minimalem Ressourceneinsatz und minimalem Geräuschpegel hergestellt werden Abb. 4.

Induktionsgeräte der neuen Generation arbeiten bei einem niedrigen Primärdruck von etwa 70 bis 100 Pa. Pro Induktionsgerät sind darum nur wenige Watt Ventilatorleistung am Zentrallüftungsgerät aufzubringen. Die Raumgeräte können bei Nichtbelegung des Raumes oder geöffnetem Fenster die Primärluftzufuhr abschalten und der Primärluftstrom kann ohne störende Lüftungsgeräusche im Betrieb angepasst werden. Im Normalbetrieb arbeiten sie mit der Misch-Quell-Lüftung, bei höheren Anforderungen an die Luftleistung stellen sie zusätzlich Primärluft über einen Quell-Luftauslass bereit. Temporär kann ein Boost-Modus zur kühlenden oder wärmenden Stoßlüftung genutzt werden.

Herr Hartmann, das Jahr 2013… spielt der Induk­tionstechnik einen Trumpf in die Hand, weil die ­Diskussion über die ErP-Richtlinie unseren Kunden nun den Energieverbrauch von Gebläsemotoren vor Augen führt.

LTG… ist nicht alleine Komponentenlieferant, wir sind für unsere Kunden auch Berater, Systempartner und Lösungsanbieter.

Auf der ISH 2013… möchten wir unsere Besucher mit einer weiteren Innovation für die dezentrale Klimatisierung überraschen und so unsere weiteren Kompetenzfelder aufzeigen.

TGA-Planer… dürfen deutlich höhere Erwartungen an die Induktionstechnik stellen – sie ist ­leise, ­effizient und komfortabel geworden.

Im Jahr 2020… werden wir sehen, inwieweit die 20-20-20-Einsparziele der Bundesregierung erreicht wurden – ohne stärkere Einbeziehung der Energieeffizienz in der Klimatisierung von Nichtwohngebäuden bin ich da allerdings skeptisch.