Operation Energiesparen: Retrofit für Lüftungs­anlagen

ebm-papst // Frank Peterschroeder / Fotogloria

Durch ein Upgrade der RLT-Anlagen auf hocheffiziente EC-Ventilatoren erzielt eine Krankenhausgruppe signifikante Energie- und Kosteneinsparungen und hebt durch die Nachtabschaltung ihrer OP-Lüftungsanlagen zusätzliche Potenziale.

Der Artikel kompakt zusammengefasst
■ Werden die Lüftungsanlagen noch mit riemengetriebenen Ventilatoren und AC-Motoren betrieben, verantworten sie etwa 30 % der Stromkosten in einem Krankenhaus.
■ Durch eine Upgrade auf EC-Ventilatoren lässt sich der Stromverbrauch deutlich verringern. Weitere Einsparungen ergeben sich dann aus einer bedarfsgerechten Regelung.
■ Durch die Nachtabschaltung von OP-Lüftungsanlagen lassen sich nach einer Aktualisierung des Regelwerks zusätzliche Energieeinsparpotenziale erschließen.
■ Die St. Franziskus-Stiftung Münster hat durch ein Retrofit von 70 Ventilatoren in 18 RLT-Anlagen von fünf Krankenhäusern den Stromverbrauch um 920 MWh/a gesenkt.
 

Laut der Deutschen Krankenhausgesellschaft [1] verbraucht ein Krankenhausbett jährlich so viel Energie wie drei Einfamilienhäuser. Krankenhäuser spielen mit ihrem hohen Energiebedarf somit eine zentrale Rolle beim Verringern energiebedingter Treibhausgasemissionen. Energieeinsparungen bedeuten gleichzeitig Kosteneinsparungen – in der ohnehin angespannten wirtschaftlichen Lage vieler deutscher Krankenhäuser ist das ein enormer Kostenhebel.

Die St. Franziskus-Stiftung Münster will an diesem Hebel ziehen. 14 Krankenhäuser mit über 4000 Betten, zehn Behinderten- und Senioreneinrichtungen und zwei Hospize gehören zur St. Franziskus-Stiftung Münster, eine der größten konfessionellen Krankenhausgruppen Deutschlands. Mit so vielen Einrichtungen geht ein enormer Energieverbrauch einher, während gleichzeitig in der gesamten Branche der Kostendruck steigt.

Retrofit für die RLT-Anlagen

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Die raumlufttechnischen Anlagen in mehreren Krankenhäusern der Stiftung sind zudem teilweise über 20 Jahre alt und können neuere Anbauten aufgrund der begrenzten Leistung nicht mehr ausreichend belüften. „Es war deshalb an der Zeit, die veralteten Ventilatoren der Lüftungsanlagen sowie die Schaltschränke und die Regelungstechnik, für die es keine Ersatzteile mehr gibt, in einen modernen Zustand zu versetzen“, erklärt Verena Gölkel, Pressesprecherin der Franziskus Stiftung.

Zur Planung und Umsetzung der Modernisierung wandte sich die Stiftung an die FACT GmbH, ihr Tochterunternehmen für technische Dienstleistungen im Gesundheitssektor. Als Teil der St. Franziskus-Stiftung Münster wurde die FACT vor rund 25 Jahren gegründet, um Services wie Beratung, TGA-Fachplanung, Bau- und Projektmanagement, Krankenhaustechnik, Krankenhaus-IT, Medizintechnik, Wirtschaftsdienste und Medizinische Dokumentation für die gesamte Stiftung zu bündeln.

Verantwortlich für die Planung und Umsetzung des Retrofits waren Markus Prinz und Markus Prior, Geschäftsbereichsleiter Gebäudeautomation bei FACT. „Nachdem das Retrofit beschlossen war, haben wir uns auf dem Markt nach EC-Ventilatoren umgesehen und sind dabei auf ebm-papst gestoßen“, erklärt Prinz. Die Umstellung von veralteten, riemengetriebenen AC-Ventilatoren – wie sie in den meisten Krankenhäusern der Franziskus Stiftung noch zu finden sind – auf moderne, energieeffiziente EC-Ventilatoren bietet ein erhebliches Einsparpotenzial. „Im Vergleich zu anderen Anbietern überzeugte uns ebm-papst besonders durch die Qualität, Leistung und Energieeffizienz ihrer Ventilatoren und Motoren“, ergänzt Prior. So trat FACT mit dem ebm-papst Vertriebspartner Breuell & Hilgenfeldt in Kontakt. Sie übernahmen die Ventilatorauslegung und lieferten die geeigneten Ventilatoren der RadiPac- und RadiFit-Baureihen für das Retrofit.

Energie sparen im Schlaf

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Zusätzlich zu den Themen Nachhaltigkeit, Energie- und Kosteneinsparung gab es einen weiteren Grund für das Retrofit: Die bis Ende 1989 als VDI-Lüftungsregel geführte Norm DIN 1946-4 [1] ermöglicht seit der im September 2018 veröffentlichten Aktualisierung, dass Krankenhäuser ihre Lüftungsanlagen für bestimmte OP-Bereiche nachts teilweise oder komplett ausschalten können – was zuvor nicht zulässig war. Prinz: „Viele Krankenhäuser wissen gar nicht, dass es diese neue Option gibt, obwohl mit ihr Energiekosten in einem beträchtlichen Umfang eingespart werden können.“

Die Unterscheidung zwischen zwei Raumtypen ist dabei entscheidend: Zu Klasse-I-Räumen gehören Operationssäle. Hier dürfen die RLT-Anlagen abgeschaltet werden, wenn nach der letzten Reinigung und dem Schließen aller Türen der Weiterbetrieb der Anlage mindestens 30 Minuten dauert, um die durch die Reinigung eingebrachte Feuchtigkeit vollständig zu entfernen. Zu Klasse-II-Räumen zählen Untersuchungsräume, Notaufnahmeräume, Räume der Intensivmedizin, Aufwachräume und Entbindungsräume. In diesen Räumen können die RLT-Anlagen vollständig abgeschaltet werden.

Die Steuerung der Nachtabschaltung erfolgt über von FACT konzipierte Bedienpanels an den OP-Einrichtungen. Diese ermöglichen eine einfache und effiziente Handhabung der Lüftungsanlagen. Die intuitive Benutzeroberfläche erleichtert dem medizinischen Personal sowie dem Reinigungspersonal die An- und Abschaltung der Anlagen nach Bedarf, was zusätzlich zur Energieeinsparung beiträgt. Möglich wird die Regelung per Panel und Gebäudemanagementsystem durch das Retrofit und die neuen intelligenten Ventilatoren. Diese ermöglichen per Modbus-Schnittschnelle den erforderlichen Datenaustausch, werden bedarfsgerecht betrieben und machen die Nachtabschaltung und daraus resultierende Einsparungen einfach.

Mit Sensoren bedarfsgerecht steuern

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Als weitere Komponente des Retrofits wurden Sensoren verbaut, die beispielsweise die Temperatur, Feuchtigkeit und den CO₂-Gehalt der Raumluft messen. Das betrifft sowohl die OP-Säle als auch Besprechungsräume, Seminarräume und andere innenliegende Räume. Auch die Raumbelegung und weitere Parameter werden erfasst und im FACT-Gebäudemanagementsystem überwacht. Das ist in Krankenhäusern, wo RLT-Anlagen oft spezifischen und wechselnden Raum- und Luftstromanforderungen entsprechen müssen, besonders wichtig.

In Kombination mit den energiesparenden EC-Ventilatoren von ebm-papst ermöglicht diese Sensorik eine präzise bedarfsgerechte Steuerung: Die EC-Ventilatoren sind über ihren gesamten Drehzahlbereich präzise regelbar und arbeiten im Teillastbereich bei niedriger Drehzahl noch effizienter. Dadurch kann die Anlage jederzeit exakt die benötigte Luftmenge fördern, für eine optimale Raumluftqualität bei gleichzeitiger Maximierung der Energieeffizienz.

Schnelle Installation dank Plug & Play

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In Krankenhäusern sind die Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit der RLT-Anlagen von essenzieller Bedeutung. Deshalb sind insbesondere bei für OP-Säle zuständigen Anlagen die Zeitfenster für Umbauten äußerst knapp, häufig beschränkt auf ein bis zwei Tage, die meist auf Wochenenden oder Nachtstunden fallen.

Solche Zeitspannen erfordern Komponenten, mit denen eine schnelle und effiziente Umsetzung möglich ist – so wie die RadiPac- und RadiFit-Ventilatoren. Diese sind plug-and-play-fähig und lassen sich auch mechanisch in kürzester Zeit installieren und in Betrieb nehmen. Zudem hat FACT für eigene Zwecke spezielle Formverbindungsstücke entwickelt, die den Einbau der Ventilatoren zusätzlich erleichtern.

Klimaneutralität und Kostendruck

Nachhaltigkeit ist ein wesentlicher Bestandteil der Unternehmensstrategie der St. Franziskus-Stiftung Münster. Der Wechsel zu einem Narkosemittel mit geringerem Treibhauspotenzial oder die Reduktion von Verpackungsmüll und Krankenhausabfällen sind nur einige Maßnahmen davon, betont Gölkel: „Wir haben uns das Ziel gesetzt, schrittweise alle 14 Krankenhäuser in unserer Trägerschaft in Richtung Klimaneutralität zu entwickeln. Dafür ist das Retrofit unerlässlich: Etwa 30 % der Stromkosten in den Krankenhäusern entfallen auf die Lüftungsanlagen. Das bietet uns die Möglichkeit, hohe Einsparungen zu erreichen. Das Potenzial, über Retrofits den Stromverbrauch zu senken, ist beachtlich.“

Einsparungen, die überzeugen

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Aus diesen Gründen fiel die Wahl auf die EC-Radialventilatoren aus den RadiFit- und RadiPac-Baureihen. Unter der Leitung von Markus Prinz und Markus Prior hat das FACT-Team bei 18 raumlufttechnischen Anlagen in fünf Krankenhäusern insgesamt 70 alte Ventilatoren gegen moderne, energiesparende EC-Modelle ausgetauscht.

Dank dieser Maßnahmen konnte die St. Franziskus-Stiftung Münster eine erhebliche Energieeinsparung von 110 kWh pro Stunde erzielen, was auf das Jahr gerechnet 920 676 kWh einspart. Während der Projektlaufzeit wurden selbst Großverbraucher wie Krankenhäuser mit Strompreis von 0,30 Euro/kWh konfrontiert, was eine Kosteneinsparung von über 275 000 Euro pro Jahr bedeutet. Auch bei zurzeit etwas günstigeren Energiepreisen ergeben sich sehr attraktive Amortisationszeiten. Denn ein weiterer großer Beitrag zur Energieeinsparung erfolgt auch bei der geringeren Bereitstellung von Wärme und Kälte durch die Nachtabschaltung der OP-Anlagen, bei typischen Einsatzplänen sind es etwa 30 %. Die Kälteerzeugung erfolgt zumeist mit einem hohen Anteil elektrisch angetriebener Systeme.

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In den fünf Krankenhäusern sorgen die Retrofits auch für eine optimale Belüftung und gewährleisten ein betriebssicheres Umfeld: Die modernisierten RLT-Anlagen tragen nicht nur zu erheblichen Energieeinsparungen bei, sondern verbessern dank Sensoren und Überwachung auch das Raumklima für Patienten und Mitarbeitende. Die umfassenden Vorteile haben die Franziskus Stiftung überzeugt. Deshalb plant sie, auch die anderen Einrichtungen auf EC-Ventilatoren umzurüsten.

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Simon Echle

ist Director Sales Retrofit bei ebm-papst St. Georgen, www.ebmpapst.com/retrofit

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