Aus dem BRISE Luftumwälzer-Ratgeber, einem Vergleich zwischen Deckenluftumwälzern und Klimaanlagen, sowie einem Vergleich zwischen Luftumwälzern und Standventilatoren.
1. Deckenventilator Version Klimaanlage
Hintergrund und Herausforderungen (Auszug Seite 54 BRISE-Bericht)
In Frankreich, insbesondere im Mittelmeerraum, aber nicht nur dort, ist die Verbreitung von Luftumwälzern gering, während sich die Klimatisierung im Wohnbereich nach einer starken Verbreitung im Dienstleistungssektor sehr schnell entwickelt.
Luftumwälzer (Deckenventilatoren) sind dort nach wie vor eine sehr wenig entwickelte Technologie, obwohl sie noch relevanter ist als in den französischen überseeischen Departements, da sie den vollständigen Ersatz von Klimaanlagen ermöglicht, immer in Verbindung mit einem bioklimatischen Ansatz.
Ein bemerkenswerter Fortschritt im französischen Mutterland ist die Tatsache, dass die Umweltvorschriften (RE2020) für neue Gebäude Luftumwälzer berücksichtigen. Diese schnelle Entwicklung der Klimatisierung ist weitgehend auf die sehr stark wachsende Verbreitung von Wärmepumpen (WP) für Heizzwecke zurückzuführen, die eine umkehrbare Klimatisierung von Räumen ermöglichen. Sie ist auch auf die Entwicklung der doppelflutigen Lüftungsanlagen zurückzuführen, die sich aufgrund der gesetzlichen Entwicklungen schnell verbreiten und es ermöglichen, mithilfe einer Wärmepumpe Wärme oder Kälte durch das Kanalnetz zu blasen. Dennoch bieten Luftumwälzer in tropischen und äquatorialen Klimazonen sowie in gemäßigten Klimazonen in der warmen Jahreszeit Komfort zu geringeren Umwelt- und Kosten.
Energetische und finanzielle Auswirkungen eines Deckenventilators im Vergleich zu einer Klimaanlage
Energieauswirkungen (Wirkungsgrad)
Energieeffizienz im Vergleich: Wie der Luftumwälzer der Klimaanlage den Rang abläuft! (Auszug Seite 56 des BRISE-Berichts)
Es ist eine wissenschaftlich unumstrittene Tatsache, dass es viel weniger Energie benötigt, um eine Luftmasse in Bewegung zu setzen (Luftumwälzer), als sie zu kühlen (Klimaanlage).
Die Energy Effciency Ratio (EER) oder das Energieeffizienzverhältnis charakterisiert die Leistung einer Kühlanlage.
Sie ist das Verhältnis zwischen der dem Raum entzogenen Wärme und der elektrischen Energie, die vom Kompressor der Klimaanlage aufgenommen wird, um diesen thermodynamischen Zyklus zu betreiben. Er hängt von den Innen- und Außenbedingungen ab, die von den Zertifizierungsstellen genormt werden.
Bei Klimaanlagen der neuesten Generation mit der Klasse A+++ wird auf dem europäischen Energieetikett auch ein SEER (oder saisonaler EER) angegeben, der also die durchschnittliche Energieeffizienz einer Anlage über eine gesamte standardisierte Saison hinweg angibt. Kältemaschinen liefern selbst bei den effizientesten Geräten (Klasse A++++) selten mehr als maximal 4 kWh nutzbare Kühlenergie aus einer 1 kWh aufgenommenen elektrischen Energie.
Dieser nominale SEER bleibt ein theoretischer Wert und die Kampagnen zur Überwachung der Anlagen zeigen, dass man, wenn man die pro Einheit absorbierter Energie erbrachte Energiedienstleistung charakterisieren will, auch in einem „realen SEER“ berücksichtigen sollte:
- nicht nur die Energie, die vom Kompressor aufgenommen wird, sondern auch von anderen Organen, die Strom verbrauchen: Gebläse, Regelung etc.
- Effizienzverluste durch verschmutzte Kompressoren, Filter und andere Komponenten, die sich deutlich auf die erzeugte Kühlenergie auswirken können.
- Energieverluste aufgrund von Unvollkommenheiten bei der Ausführung (Wärmedämmung etc.).
- Senkungen der Energieeffizienz aufgrund von Solltemperaturen in den zu kühlenden Räumen, die niedriger sind als die für die Standardmessungen verwendeten Werte, und die auch zu Funktionsstörungen aufgrund von Kondensationsphänomenen zusammen mit Störungen an den Wänden der Räume führen können.
Wir haben geschätzt, dass dieser Gesamt-SEER bei neueren, qualitativ hochwertigen Anlagen zwischen 3,0 für A+ Klimaanlagen, 3,5 für A++ Klimaanlagen und 4,5 für A+++ Klimaanlagen schwanken kann.
Die verfügbaren Daten zeigen, dass der typische Verbrauch dieser Klimaanlagen zu einem entsprechenden jährlichen Stromverbrauch von 47 kWh/(m2 -Jahr) für A+++, 60 kWh/(m2 -Jahr) für A++ und 70 kWh/(m2 -Jahr) für A+ in verschiedenen klimatisierten Gebäuden im Wohnbereich (Schlafzimmer von Wohnungen) und im Dienstleistungssektor (Büros) führt, und zwar bei einer Betriebsdauer von 7 Stunden pro Tag in Räumen, die angemessen vor Sonneneinstrahlung geschützt sind und in denen die interne Wärmezufuhr relativ moderat ist.
In einem Schlafzimmer mit einer typischen zu kühlenden Fläche von 12 m2 kann ein sorgfältig ausgewählter, richtig dimensionierter (1,50 m Durchmesser) und eingesetzter leistungsstarker Luftumwälzer eine gleichwertige Energiedienstleistung erbringen, indem er die gefühlte Temperatur des Bewohners um bis zu 4°C senkt, bei einem entsprechenden maximalen Verbrauch von :
- 10 kWh/(m2 .Jahr) für einen Luftumwälzer mit Wechselstrom (50 W Leistungsaufnahme)
- 4 kWh/(m2 .Jahr) für einen Gleichstrom-Luftumwälzer (20 W Leistungsaufnahme) Die Werte für den vergleichenden Gesamt-SEER sind dann in der folgenden Tabelle angegeben, die zeigen, dass Luftumwälzer (jeweils mit Wechselstrom (AC) und Gleichstrom (DC)) zwischen 7 und 16 Mal effizienter sind als Klimaanlagen der Klasse A+.
Die saisonale Energieeffizienz eines Deckenluftumwälzers ist um das 7- bis 16-fache höher als die von modernen Klimaanlagen (A++++).
Die neuen Generationen von Deckenluftumwälzern arbeiten mit Gleichstrommotoren. Ihre Vorteile liegen in drei Bereichen:
- sie haben eine hohe Energieeffizienz, die bei vergleichbaren Auswirkungen etwa dreimal besser ist als bei Wechselstromantrieben (Asynchronmotoren);
- ihre Zuverlässigkeit und Lebensdauer ist wichtig: Im Gegensatz zu Wechselstrommotoren haben sie keinen Anlaufkondensator, der zu Ausfällen führen kann ;
- Die Steuerung der Geschwindigkeitsänderung wird durch elektronische Geräte zur Spannungsänderung erleichtert.
Diese Gleichstromantriebe (DC-Motoren wie der SAMARAT und der EXHALE) werden sich bei der Anwendung von Deckenluftumwälzern durchsetzen, wobei die Steuerung bei Haushaltsgeräten in der Regel auf 6 Stufen eingestellt ist.
Impacts financiers (économie) – Extrait de la Page 52 du rapport BRISE
Selbst ein nicht energiebewusster Planer ist in der Lage, die energetischen und finanziellen Auswirkungen eines Luftumwälzers/Deckenventilators zu berechnen.
Für ein 15 m2 großes Büro auf den Antillen oder in Französisch-Guayana, das mit einem hochwertigen Gleichstrom-Luftumwälzer mit 28 W Nennleistung ausgestattet ist, der bei hoher Geschwindigkeit 7 Stunden pro Tag und 200 Tage pro Jahr in Betrieb ist, beträgt der Stromverbrauch 42 kWh/Jahr. Der spezifische Verbrauch wird 2,8 kWh/Jahr/m2 betragen.
Dieser Wert ist mit dem Verbrauch einer Klimaanlage zu vergleichen, der auf den Antillen in einem thermisch gut konzipierten Gebäude über 40 kWh/ m2 /Jahr betragen wird.
Es fällt auf, dass diese Werte aus folgenden Gründen pessimistisch sind:
- der Luftumwälzer wird nicht jeden Tag ständig gefordert sein;
- Er wird nicht immer mit voller Geschwindigkeit laufen. Wenn er mit niedriger Geschwindigkeit läuft, kann der jeweilige Verbrauch unter 10 kWh/Jahr liegen und 0,7 kWh/m2 /Jahr betragen.
Die entsprechenden Ausgaben für eine kWh Strom zu 0,15 €/kWh sind daher lächerlich gering und liegen zwischen 0,1 und 0,4 €/m2 /Jahr.
Diese voraussichtlichen Ausgaben, heruntergebrochen auf das Gebäude, sollten dem Bauherrn in der Planungsphase zur Verfügung gestellt werden können, auch als Vergleichswert mit Komfortlösungen mit Klimaanlage.
Auch hier sind die Luftumwälzer dank ihrer sparsamen und robusten Technologie besonders wirtschaftlich.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der Einsatz von Luftumwälzern (Deckenventilatoren), wenn diese Vorgaben in einer vernünftigen Architektur eingehalten werden, eindeutig eine qualitativ hochwertige, glaubwürdige, nachhaltige und umweltfreundliche Alternative zur Klimaanlage darstellt, die Komfort zu wesentlich geringeren Gesamtkosten bietet.
2. Luftumwälzer / Deckenventilator VS Fußventilator
Warum Sie sich für einen Deckenventilator statt für einen Standventilator entscheiden sollten – Seite 44 des BRISE-Berichts
Zu den häufigsten Geräten, die in Gebäuden zur Erzeugung von Kühlung eingesetzt werden, gehören Ventilatoren, die in der Regel freistehend und manchmal an der Wand befestigt sind und einen monodirektionalen oder mobilen Luftstrom haben.
Auch wenn diese nicht an der Gebäudehülle befestigten Geräte wie viele andere „anschließbare“ Geräte unbestreitbar Dienste im Hinblick auf den Sommerkomfort bei kontrollierten Investitions- und Betriebskosten leisten, haben sie auch zahlreiche Nachteile, die mit dem horizontalen Ausblasen verbunden sind.
Dazu gehören die recht hohe Geschwindigkeit des Luftstroms und die Schaffung entweder von „entwindeten“ Zonen (monodirektionale Strömung) oder von abwechselnd windigen und entwindeten Momenten (oszillierende Strömung). Darüber hinaus haben diese Ventilatoren manchmal einen schlechten Geräuschpegel und können aufgrund der hohen Drehgeschwindigkeit der Blätter, die auf ihren geringen Durchmesser zurückzuführen ist, als gefährlich empfunden werden. Diese Geräte sind im Hinblick auf die architektonische Dauerhaftigkeit insgesamt weniger leistungsfähig als Deckenventilatoren.
