70 Prozent der Luftfilterkosten einer Lüftungsanlage sind Energiekosten, nur je 15 Prozent entfallen auf Material- und Lohnkosten für Einbau und Entsorgung. Werden Luftfilter überwacht und in der Folge ordnungsgemäß gewartet, entsteht kein höherer Energieverbrauch durch den erhöhten Druckverlust aufgrund verschmutzter Filter. Mithilfe einer Filterüberwachung ist der Filterzustand jederzeit erkennbar. Somit kann immer der für den Filter optimale Wechselzeitpunkt ermittelt werden. Unnötige Energieverluste durch zugesetzte Filter werden vermieden.
Wie funktioniert die Filterüberwachung?
Über eine Sonde vor und nach dem Luftfilter wird der Differenzdruck ermittelt. Je mehr der Filter verschmutzt ist, desto größer wird der Differenzdruck (p). Die Differenzdruckmessung stellt eine zuverlässige Messmethode für den Verschmutzungsgrad des Filters dar. Über ein Messgerät ist der Differenzdruck und damit auch der Filterzustand ablesbar, sowohl vor Ort als auch zentral.
Filterzustand der Gebäudeleittechnik melden
Der Filterzustand kann in verschiedene Varianten an die Gebäudeleittechnik (GLT) übergeben werden:
Schaltkontakte melden die Grenzwertüberschreitung
analoge Ausgangssignale 0–10 V oder 4–20 mA
Bussignale (z. B. ModBus)
Mithilfe der GLT kann immer der genaue Differenzdruck und somit der Filterzustand dargestellt werden.
Amortisationsrechnung der Filterüberwachung
Die Stromaufnahme einer Lüftungsanlage berechnet sich nach der Formel Stromaufnahme P (in kW):
P = q × p / vent × t / 1 000 (Gleichung 1)
mit:
q (m3/s): Nennvolumenstrom
p: mittlerer Differenzdruck in Pa
t (h/Jahr): jährliche Betriebszeit
vent: Ventilatorwirkungsgrad (0,4 bis 0,7)
Berechnungsbeispiel
Vergleich der Energiekosten bei 50 Pa zu-sätzlichem Druckverlust
Annahmen:
Nennvolumenstrom q: 1 m3/s = 3 600 m3/h
Ventilatoreffizienz vent : 0,5 (50 Prozent)
Jährliche Laufzeit t: 6 000 h (250 Tage / Jahr)
Kosten pro kWh: 0,23 Euro/kWh
Kosten je Filterwechsel: 50 Euro pro Jahr
Berechnung der Energiekosten pro Jahr bei durchschnittlich 100 Pa Differenzdruck und einer Stromaufnahme von 0,2 kW (nach Gleichung 1):
0,2 kW × 6 000 h/Jahr = 1 200 kWh/Jahr× 0,23 Euro/kWh = 276 Euro/Jahr
Bei 100 Pa entstehen pro Jahr 276 Euro Kosten für Energie.
Berechnung der Energiekosten pro Jahr bei durchschnittlich 150 Pa Differenzdruck und einer Stromaufnahme von 0,3 kW (nach Gleichung 1):
0,3 kW × 6 000 h/Jahr = 1 800 kWh/Jahr× 0,23 Euro/kWh = 414 Euro/Jahr
Bei 150 Pa entstehen pro Jahr 414 Euro Kosten für Energie.
Daraus ergeben sich die Mehrkosten für 50 Pa, nämlich 138 Euro/Jahr. Durch Filter, die nicht zum opti-malen Zeitpunkt gewechselt werden, entsteht ein höherer Differenzdruck, dersich in höheren Energiekosten widerspiegelt.
Ergebnis
Die Energiekosteneinsparung bei durchschnittlich 50 Pa erhöhtem Druck, einer langen Laufzeit von 6 000 h/Jahr und Energiekosten von 0,23 Euro/kWh entspricht 138 Euro/Jahr. Bei steigenden Energiepreisen wird die Einsparung entsprechend höher. Außerdem ergibt sich ein Qualitätsanstieg durch sauberere Raumluft. Auf 15 Jahre hochgerechnet ergibt dies eine Ersparnis von 2 070 Euro. Zu berücksichtigen sind noch die Anschaffung des Messgeräts (ca. 200 Euro) und Mehrkosten für häufigere Filterwechsel (ca. 50 Euro pro Wechsel). Geht man von beispielsweise zehn zusätzlichen Filterwechseln aus, bleiben 1 370 Euro Ersparnis.
Tipps für die Praxis
Differenzdruckmessgeräte sind lageabhängig. Wichtig ist daher, dass das Messgerät in der kalibrierten Lage eingebaut wird, in der Regel waagerecht. Ansonsten wird das Messergebnis verfälscht. Viele Messgeräte können für spezielle Lagen kalibriert werden.
Modelle mit Sperrflüssigkeit sind in der Beschaffung günstig, kosten über die Lebensdauer aber wesentlich mehr als Geräte ohne Sperrflüssigkeit. Gründe dafür sind eine aufwendigere Wartung, das erforderliche Nachfüllen mit Sperrflüssigkeit und zu erwartende Funktionsausfälle.
Es ist auch empfehlenswert, bei der Anschaffung eines Filterüberwachungsgeräts auf Überdrucksicherheit zu achten. Denn häufig wird bereits beim manuellen Funktionstest ein Überdruck erzeugt, der bei Geräten mit geringer Überdrucksicherheit zum Funktionsausfall führt. Somit bewirken die Einsparungen bei der Beschaffung in Bezug auf den Lebenszyklus nur einen kurzzeitigen Vorteil.
Matthias Alber,
Key Account Manager, Briem Steuerungstechnik GmbH, Nürtingen