Studie: Für Schulen ist Lüftungsanlage mit CO2-Steuerung, Wärmerückgewinnung plus Luftreiniger optimal

An der Hochschule Hannover (HsH) wurden neben anderen Luftsystemen eine Lüftungsanlage und ein Luftfilter der Firma Vallox vermessen und deren Wirkungen auf die Luftqualität ermittelt.Am Institut für Verfahrenstechnik, Energietechnik und Klimaschutz (IVEK) der Hochschule Hannover (HsH) wurden neben anderen Luftsystemen eine Lüftungsanlage und ein Luftfilter der Firma Vallox vermessen und deren Wirkungen auf die Luftqualität ermittelt. Ergebnis: Optimal ist der Einsatz einer Lüftungsanlage mit CO2-Steuerung und Wärmerückgewinnung. Der Einsatz von Luftfiltern ist angezeigt, wenn eine automatisierte Lüftung nicht möglich oder keine regelmäßige Frischluftzufuhr gewährleistet ist. Erste Vergleichsrechnungen haben zudem ergeben, dass die Mehrkosten für die Installation von raumlufttechnischen Anlagen mit Wärmerückgewinnung gegenüber Raumluftfiltern mit Stoßlüftung sehr schnell durch die Einsparungen bei den laufenden Energiekosten eingeholt werden können.

Die Luftqualität in Klassen- und Seminarräumen wird insbesondere seit Beginn der Corona-Pandemie stark diskutiert. Lüftungsanlagen und Luftfilter sind nahezu täglich im Gespräch. Neben einer Krankheitserregerlast durch Personen im Raum ist aber auch die Luftqualität durch zu geringen Luftaustausch und damit einer erhöhten CO2-Konzentration ein wichtiges und lange vernachlässigtes Thema. Die Folgen eines mangelhaften Luftaustausches sind klar belegt. Immer wieder wird jedoch beim Thema Lüftungsgeräte über hohe Anschaffungskosten, Geräteeffizienz und -wirkungsgrade diskutiert. 

Am Institut für Verfahrenstechnik, Energietechnik und Klimaschutz (IVEK) der Hochschule Hannover (HsH) wurden jetzt neben anderen Luftsystemen eine Lüftungsanlage und ein Luftfilter der Firma Vallox vermessen und deren Wirkungen auf die Luftqualität ermittelt.

Messung der Effektivität von Lüftungssystem und Luftreiniger

In der Untersuchung werden zwei Typen von lufttechnischen Systemen gegenübergestellt. Das Vallox Aircare 1750, eine Luftreinigungsanlage mit einem dreistufigen Filtersystem inklusive Hepa-14 Filter und als raumlufttechnische Alternative die deckenhängende Lüftungsanlage vom Typ Vallox Vario 650 CC als Zu- und Abluftgerät mit Wärmerückgewinnung. 

Die Untersuchungen wurden bei unterschiedlichen Luftleistungen der Anlagen und verschiedenen Personen-Raumbelegungen durchgeführt. In Abhängigkeit von einem einheitlichen Schalldruckpegel in den Versuchsräumen von ca. 40 dB ergeben sich bei den jeweiligen Anlagentechniken unterschiedliche Luftmengen, die umgesetzt werden. Bei der Lüftungsanlage Vario 650 CC ergibt sich bei ca. 300 m3/h eine Luftwechselrate von 1,65. Die Luftreinigungsanlage Aircare 1750 kommt auf einen Luftdurchsatz von ca. 400 m3/h und damit einer Luftdurchsatzrate bezogen auf das Raumvolumen von 2,19.

Fazit der Messungen: Optimal ist der Einsatz einer Lüftungsanlage mit CO2-Steuerung und Wärmerückgewinnung

Aus vielen anerkannten Forschungsarbeiten, wie auch aus den Ergebnissen dieser Studie lässt sich schließen, dass der Einsatz einer Lüftungsanlage gegenüber dem Einsatz eines Luftfilters grundsätzlich zu präferieren ist. Der CO2-Gehalt in der Luft kann durch Luftfilter wegen fehlenden Luftaustauschs nicht reduziert werden, eine Reduktion der Schadstofffracht ist aber sehr wohl möglich. Deshalb muss bei Luftreinigungsanlagen zusätzlich eine Stoßlüftung zur Gewährleistung eines ausreichenden Luftaustausches durchgeführt werden. Die Lüftungsanlage sorgt für einen gleichmäßigen, stetigen Luftaustausch und somit für einen geringen CO2-Wert. Gleichzeitig werden Luftfeuchtigkeit und Temperatur reguliert. Aerosole werden nach außen getragen und die Luftqualität gesteigert. Optimal ist der Einsatz einer Lüftungsanlage mit CO2-Steuerung und Wärmerückgewinnung. Ein permanenter Betrieb ist damit nicht erforderlich, Lärmemissionen werden minimiert. Insbesondere im Winter werden zusätzlich Wärmeverluste durch die Wärmerückgewinnung vermieden. Damit wird die zugeführte Frischluft vorgewärmt und der Luftzug wird verringert. 

Luftfilter mindern die Schadstoffbelastung

Der Einsatz von Luftfiltern ist angezeigt, wenn eine automatisierte Lüftung nicht möglich oder eine regelmäßige Frischluftzufuhr gewährleistet ist. Durch die Bindung von Aerosolen wird die Schadstoffbelastung minimiert. Ein Luftfilter sollte zusammen mit einer CO2-Ampel in Lehr- und Lernräumen standardmäßig eingesetzt werden, um eine gute Luftqualität bezüglich der Sauerstoffversorgung durch Stoßlüftung zu gewährleisten. Der Nachteil von Luftfiltern ist die fehlende Wärmerückgewinnung. Durch das erforderliche regelmäßige, quasi unkontrollierte Lüften entstehen unerwünschte Wärmeverluste.

Schneller ROI von Lüftung mit Wärmerückgewinnung durch Einsparung bei Energiekosten 

Erste Vergleichsrechnungen haben ergeben, dass die Mehrkosten für die Installation von Raumluftechnischen Anlagen mit Wärmerückgewinnung gegenüber Raumluftfiltern mit Stoßlüftung sehr schnell durch die Einsparungen bei den laufenden Energiekosten eingeholt werden können.

Die ersten Analogierechnungen über die Sprungantworten von Feuchtedaten bei Luftreinigungsanlagen und Lüftungsanlagen zeigen sehr vielversprechende Möglichkeiten zur Optimierung der Betriebsparameter der Anlagen und damit zur Kosteneinsparung im Betrieb. Insbesondere die Reduzierung der Erregerlasten erfordern zur Verifizierung weiterer Vergleichsmessungen und zusätzlicher biotechnologischer Untersuchungen.

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