Lüftungskosten werden verbrauchsgerecht verteilt –

Lüftungskosten werden
verbrauchsgerecht verteilt –
für variable Volumenströme und unterschiedliche Nutzungszeiten hat der Flächenschlüssel ausgedient
Dipl.-Wirtsch.-Ing. (TU) Jens Amberg, Geschäftsführer halstrup-walcher GmbH
Seit vielen Jahren ist es üblich, Lüftungskosten raumlufttechnischer Anlagen nach dem Flächenschlüssel zu
verteilen, sofern sich mehrere Nutzer eine gemeinsame
RLT-Anlage teilen. In einem Einkaufszentrum stellt
sich die Lage damit wie folgt dar: Der im Hochsommer
ganztätig gut gekühlte Drogeriemarkt zahlt den gleichen
Kostenbeitrag wie die Gaststätte derselben Grundfläche,
welche auch in den kühlen Abendstunden geöffnet ist und
einen höheren Luftwechsel erhält.
Eine Richtliniengruppe des VDI ist damit befasst,
diese Lücke zu schließen. Mit der Richtlinie VDI 2077
Blatt 5 entsteht derzeit eine entsprechende Vorgabe.
Eine detailliertere und auch finale Darstellung der
Richtlinieninhalte kann erst nach der noch ausstehenden
Veröffentlichung erfolgen. In Fachkreisen besteht jedoch
Konsens dahingehend, dass folgendes gelten soll:
RLT-Neuanlagen, die gemeinschaftlich genutzt werden UND
•
deren Einzelnutzer zeitlich variable Volumenströme
aufweisen ODER
•
deren Einzelnutzer unterschiedliche Nutzungszeiten
aufweisen,
Mit Flächenschlüssel: viele dezentrale RLT-Versorgungen
Shop 1
Shop n
Einkaufszentrum
Mit Verbrauchsabrechnung: gemeinschaftliche RLT-Zentralen
Shop 1
Shop n
Einkaufszentrum
erfordern ein Lüftungs-Messkonzept, das die Lüftungskostenverteilung verbrauchsbasiert vornimmt. Für Bestandsanlagen kann dann ebenfalls eine Verbrauchsbasierung vereinbart werden, dies soll aber den
Vertragspartnern voraussichtlich frei gestellt werden.
Wie aber kann in der Praxis der Flächenschlüssel durch
eine verbrauchsbasierte Erfassung ersetzt werden? In der
VDI 2077 Blatt 5 wird es hierzu eine Fallunterscheidung
geben. Besonderes Augenmerk verdient dabei der sog.
„Luftenergiezähler“, dessen Funktionsweise nun anhand
des halstrup-walcher Luftmeister® vorgestellt wird.
Luftmeister ®: jeder Shop erhält einen Luftenergiezähler
Abb. 1: RLT-Anlagen in einem Einkaufszentrum – verbrauchsabhängige Abrechnung fördert große, effiziente Anlagen
Viele
große
Ladengeschäfte
empfinden
diesen
Flächenschlüssel
und
die
daraus
resultierende
„Gleichmacherei“ von Ungleichem als unfair. Immer
häufiger müssen die Investoren und Planer von
Einkaufszentren oder Bürokomplexen feststellen, dass
„große Mieter“ auf eine eigenständige Klimaversorgung
pochen, weil die Abrechnung dann nach tatsächlichem
Verbrauch erfolgt. Vor allem Ladenketten, die mit
diesem Thema an vielen Standorten konfrontiert sind,
treten dementsprechend auf. Im Ergebnis wird in
Kauf genommen, dass dadurch die Gesamtinvestition
für die RLT-Anlagen verteuert wird und zugleich die
Betriebskosten spürbar erhöht werden. Schließlich stellt
eine große, zentrale RLT-Anlage die konditionierte Luft
deutlich kostengünstiger zur Verfügung als mehrere
kleine Anlagen.
Funktionsweise des halstrup-walcher Luftmeister® EZ
(Luftenergiezähler)
Mit dem Luftmeister® EZ bringt der Kirchzartener
Messtechnik-Spezialist halstrup-walcher 2016 den weltweit ersten „Luftenergiezähler“ auf den Markt. Er ist in
der Lage, in Klima- oder Prozessluftleitungen mit hoher
Genauigkeit den Durchfluss zu messen, konkret den
Volumenstrom und auch den Massenstrom. Dieser Durchflusswert wird fortwährend aufaddiert, es entsteht ein
sogenannter „Luftzähler“ V (Messgrößen: [kg] oder [m³]).
Zudem erfasst der Luftmeister® EZ über sogenannte
„Enthalpiefühler“ EN 55 den energetischen Inhalt der Luft.
Abbildung 3 zeigt die Funktionsweise: Der Luftmeister®
Verbrauchsbasierte Lüftungskostenverteilung – auf Basis
der neuen VDI 2077 Blatt 5
Seit über 25 Jahren gilt in Deutschland die Heizkostenverordnung, die bei gemeinschaftlicher Nutzung einer Heizanlage gesetzlich eine verbrauchsabhängige Abrechnung
der Kosten festschreibt. In der Lüftungs- und Klimatechnik
fehlen bislang Gesetze, Verordnungen oder Richtlinien, die
Entsprechendes für die Lüftungskostenabrechnung fordern.
Abb. 2: Mit dem Luftmeister® von halstrup-walcher Luftenergie
erfassen und Kosten verbrauchsgerecht abrechnen.
Enthalpiefühler
Luftströmung
kWh
kg
Enthalpiefühler
Konditionierung
EZ
kg
h
kWh
kg
geeichter Zähler ein „Luft-Contracting“ abzuwickeln –
der Verbraucher zahlt dem Contractor nur für die tatsächlich abgenommene Luftmenge und deren effektive
Konditionierung.
Verbrauchsbasierte Abrechnung in der Praxis
Leistung =
Massenstrom
x
kg
h
Als Praxisbeispiel betrachten wir nun einen Bürokomplex
mit insgesamt 5 400 Quadratmetern Grundfläche. Wie
werden hier heute die Lüftungskosten flächenbasiert
verteilt, und wie würde sich dagegen die Situation bei
einer verbrauchsbasierten Kostenverteilung mithilfe des
Luftmeisters® EZ darstellen? Die Gesamtfläche ist in
zehn Nutzbereiche aufgeteilt, die zwischen 300 und 800
Quadratmetern variieren.
Enthalpiedifferenz
kWh
kg
minus
kWh
kg
Energie = Über die Zeit aufsummierte Leistung
Bei ∆h > 0:
kWh
Zähler Q + (Wärmezuführung)
Bei ∆h < 0:
kWh
Zähler Q - (Wärmeentzug)
Abb. 3: Erfassung der thermischen Luftleistung und Energie durch
den Luftmeister® EZ
EZ multipliziert den Massenstrom [kg / h] der strömenden
Luft mit der Zunahme / Abnahme der Enthalpie
[kWh / kg]. Mit anderen Worten: Er erfasst, wieviel
Energie zwischen zwei Punkten im Luftleitungssystem
hinzugefügt oder abgeführt wird. Die somit gemessene
thermische Luftleistung [W] wird über die Zeit integriert
(aufaddiert); es entsteht ein thermischer Energiewert
[MWh]. Dabei wird unterschieden, ob es sich um Phasen
einer Enthalpiezunahme handelt oder um solche einer
Enthalpieabnahme. Im ersten Fall wird der entsprechende
Energiewert dem „Wärmezuführungskonto“ Q+ zugerechnet, im zweiten Fall dem „Wärmeentzugskonto“
Q-. Auf diese Weise kann für jeden Zeitraum abgelesen
werden, in welchem Maß dem einzelnen Verbraucher die
Wärme- bzw. Kältekosten zuzuordnen sind.
Dank der drei voneinander unabhängigen Verbrauchszähler (Luftmenge V, Wärmezuführung Q+, Wärmeentzug Q-) des Luftmeisters® EZ kann nun die Lüftungskostenabrechnung sehr fair und präzise gestaltet werden.
Konkret können somit, wie in Abbildung 4 dargestellt,
die strom-, wärme- und kältebezogenen Kosten getrennt
voneinander verteilt werden.
Optional wird ein eichfähiger Luftmeister® zur Verfügung
stehen. Gerade bei schwierigen Abrechnungssituationen
wird für alle Beteiligten hilfreich sein, auf diese Weise
eine in jeder Hinsicht rechtssichere Abrechnungsbasis
zu erhalten. Zudem wird es möglich sein, auf Basis
Wasser
Kälte
Wärme
Elektroenergie
Kosten (Nutzbereich i) =
Größe
Wert, Einheit
Größe
Wert, Einheit
Gesamtfläche
5 400 m²
Strombedarf
(Ventilatoren)
30 MWh / a
Anzahl
Nutzbereiche
10
Spezifische
Stromkosten
190 € / MWh
Bereichsflächen
300 bis 800 m²
Stromkosten
RLT
5 700 € / a
Gesamtvolumenstrom
20 000 m³ / h
Wärmebedarf
thermisch
415 MWh / a
Kältebedarf
thermisch
275 MWh / a
Spezifische
Wärmekosten
90 € / MWh
Strombedarf
Kälte
90 MWh / a
Wärmekosten
37 350 € / a
Spezifische
Stromkosten
190 € / MWh
Kältekosten
17 100 € / a
Gesamtkosten
RLT-Medien
60 150 € / a
Tab. 1: Lüftungskosten-Kennwerte des Beispielgebäudes (Bürokomplex)
Die Luft für das Gesamtgebäude wird in einer raumlufttechnischen (RLT-)Zentrale aufbereitet. Abbildung 6 zeigt
das Anlagenschema. In der RLT-Zentrale wird ein
Volumenstrom von 20 000 m³ / h mit Hilfe einer rekuperativen Wärmerückgewinnung und einer adiabaten Abluftkühlung vorkonditioniert. Über ein Heiz- und ein
Kühlregister wird daraufhin die Konditionierung innerhalb
Luftenergiezähler EZ
Eingangskosten (€)
Außenluft
Tabelle 1 zeigt die Lüftungskosten-Kennwerte, die sich
aus dem Betrieb der vergangenen Jahre ergeben,
Abbildung 5 zeigt die Anwendung der in Abbildung 4
dargestellten Formel.
Klimasystem
Eingangskosten
(Strom, Wasser)
Q+1
Q-1
V1
Nutzbereich 1
Q+n
Q-n
Vn
Nutzbereich n
Vi
∑ Vi
i
[V] = m3 oder kg
(Luftmenge)
[Q+] = kWh
(Wärmezuführung)
[Q-] = kWh
(Wärmeentzug)
Zuluft
·
Die 3 Zähler des
Luftenergiezählers:
+
Eingangskosten (Wärme) ·
Abb. 4: Verbrauchsabhängige Lüftungskostenabrechnung mit Hilfe von Luftenergiezählern
Q+i
∑ Q+i
i
+
Eingangskosten (Kälte) ·
Q-i
∑ Q-i
i
Nutzbereich
Nutzbereich
Nutzbereich
Nutzbereich
Abb. 5: Beispiel einer verbrauchsabhängigen Lüftungskostenabrechnung mit Hilfe von Luftenergiezählern (zu den Werten vgl. auch Tabelle 2)
der RLT-Zentrale abgeschlossen. Die Klimakonditionen
der Zuluft-Volumenströme sind in den einzelnen
Nutzbereichen in einem gewissen zulässigen Maß
individuell einstellbar. Dezentrale Heiz- und Kühlregister
in der Zuluftleitung gewährleisten eine entsprechende
Nachkonditionierung.
Wie kann nun der Flächenschlüssel als Abrechnungsbasis
der Lüftungskosten durch eine verbrauchsorientierte Abrechnung ersetzt werden? Abbildung 7 zeigt die vorzusehenden Messstellen:
•
Wärmemengenzähler (H) summieren, welche Wärmeenergiemengen [MWh] der RLT-Zentrale und den einzelnen Nutzbereichen (Heizregister in den Zuluftleitungen)
geliefert werden. Diese Zählergröße repräsentiert die
Energiezuführung zur Erwärmung der Luft.
•
Kältemengenzähler (K) summieren, welche Kälteenergiemengen [MWh] der RLT-Zentrale und den
einzelnen Nutzbereichen (Kühlregister in den
Zuluftleitungen) geliefert werden. Diese Zählergröße
repräsentiert den Energieentzug zur Kühlung der Luft.
•
Wasserzähler (W) erfassen die Wassermenge [m³],
die der adiabatischen Abluftkühlung zugeführt wird.
Auch diese Zählergröße repräsentiert einen Energieentzug zur Kühlung der Luft.
•
Stromzähler (S) erfassen die elektrische Energie
[MWh elektrisch]. Diese Zählergröße repräsentiert die
Energielieferung zum Antrieb der Ventilatoren.
Alle genannten Zähler erfassen die Eingangsgrößen.
Pro Abrechnungsperiode werden sie ausgewertet und
erhalten einen jeweiligen Eurobetrag pro Zählereinheit
zugewiesen. Diese Beträge werden nun mit Hilfe von
zehn Luftmeister® EZ sowie elf Enthalpiefühlern den zehn
Nutzbereichen verbrauchsgerecht zugeteilt.
Tabelle 2 stellt den Vergleich zwischen flächen- und
verbrauchsbasierter Abrechnung im Beispielprojekt dar.
Bei der Flächenumlage wird dabei der Kostenbeitrag pro
Quadratmeter aus Vergangenheitswerten (vgl. Tabelle 1)
ermittelt. Bei der Verbrauchsumlage wird dagegen
nach den in Abbildung 4 dargestellten Formeln vorgegangen. Bei dieser Kostenzuteilung nach dem Verbrauchsanteil ergibt sich beispielsweise für Nutzbereich
1 ein um 16 % höherer Lüftungskostenbetrag als bei
einer Abrechnung über den Flächenschlüssel, da in
diesem Nutzbereich relativ hohe Kühl- bzw. Heizenergien
verbraucht wurden. Pro Jahr ergibt dies immerhin einen
Unterschiedsbetrag von 527 Euro.
Spareffekte führen zu baldiger
Messsystems Luftmeister®
RLT -Zentrale
WRG
AuL
S
EN
+
AuL
FoL
Adiabate
AbL-Kühlung
Adiabate W
AbL-Kühlung
ZuL
H
K
+
-
S
RLT -Zentrale
AbL
ZuL
H K
Nutzbereich
1
EN
EZ
Nutzbereich
10
EN
EZ
AbL
AuL = Außenluft
FoL = Fortluft
ZuL = Zuluft
AbL = Abluft
WRG = Wärmerückgewinnung
Abb. 6: Anlagenschema des Beispielprojekts
(Bürokomplex mit zehn Nutzbereichen)
Nutzbereich
1
+ -
Nutzbereich
10
+ Dezentrale
Konditionierung
des
Bei einer verbrauchsabhängigen Abrechnung lohnt
sich ein entsprechendes „Sparen“ für die jeweiligen
Nutzbereiche
unmittelbar,
während
bei
einer
Flächenumlage der Effekt für den einzelnen kaum spürbar
wäre. Energiemanagement wird somit „internalisiert“:
Jeder Einzelne trägt mit seinem Nutzerverhalten zum
Gesamt-Spareffekt bei – und profitiert unmittelbar von
den Kostenersparnissen.
FoL
WRG
Amortisation
AuL = Außenluft
FoL = Fortluft
ZuL = Zuluft
AbL = Abluft
EN = Enthalpiefühler
EZ = Luftmeister Energiezähler
W = Wasserzähler adiabatische Kühlung
K = Kältemengenzähler
H = Wärmemengenzähler
S = Stromzähler
WRG = Wärmerückgewinnung
+ H K
+ -
Dezentrale
Konditionierung
Abb. 7: Messstellenkonzept des Beispielprojekts
Kosten nach
Flächenumlage
Verbrauchsbasierte
Kosten
Luftverbrauchskosten [€/ a]
Vergleich *
Verbrauchsumlage
Verbrauch
Flächenumlage
Wärmekosten [€/ a]
Kältekosten [€ /a]
10000
9 000
8 000
7 000
6 000
5000
4 000
3 000
2 000
1 000
0
Fläche pro Bereich [m2]
Ventilatorstromkosten [€ / a]
Wärmekosten [€ / a]
Kältekosten [€ / a]
Kosten nach Fläche [€ / a]
Luftverbrauch [Mio. m³]
Wärmeverbrauch Q+ [MWh]
Kälteverbrauch Q- [MWh]
Luftverbrauchskosten [€ / a]
Wärmekosten [€ / a]
Kältekosten [€ / a]
Kosten nach Verbrauch [€ /a]
Kosten-Delta pro Bereich
(Verbrauch statt Fläche)
Verbrauch [%]
Mehr-/ Minderbetrag (Verbrauch statt Fläche) [€ / a]
Bereich 1
Bereich 2
Bereich 3
Bereich 4
Bereich 5
Bereich 6
Bereich 7
Bereich 8
Bereich 9
Bereich 10
Summe
300
317
2 075
950
3 342
6
26
20
285
2 340
1 244
3 869
380
401
2 627
1 203
4 231
7,8
20
12
368
1 800
747
2 915
420
443
2 905
1 330
4 678
9
32
30
428
2 880
1 865
5 173
450
475
3 113
1 425
5 013
10,2
22
18
485
1 980
1 119
3 584
520
549
3 597
1 647
5 793
12
38
35
570
3 420
2 176
6 166
550
581
3 804
1 742
6 127
12,6
40
34
599
3 600
2 114
6 313
580
612
4 012
1 837
6 461
13,2
53
21
627
4 770
1 306
6 703
650
686
4 496
2 058
7 240
14,4
56
26
684
5 040
1 617
7 341
750
792
5 188
2 375
8 355
16,2
68
40
770
6 120
2 487
9 377
800
844
5 533
2 533
8 910
18,6
60
39
884
5 400
2 425
8 709
5 400
5 700
37 350
17 100
60 150
120
415
275
5 700
37 350
17 100
60 150
+16
-31
-11
-29
+6
+3
+4
+1
+12
-2
± 0
527
-1 316
495
-1 429
373
186
242
101
1 022
-201
± 0
Tab. 2: Gegenüberstellung flächenbasierter und verbrauchsbasierter Lüftungskosten (* Der Vergleich bezieht sich auf ein erstes Abrechnungsjahr und berücksichtigt noch nicht die Ersparnisse, die sich in den Folgejahren ergeben)
Welche Ersparnisse sind realistisch im Zuge einer
mehrjährigen Abrechnungs-Praxis zu erwarten, die
dem einzelnen Verbraucher auf die genannte Weise
verbrauchsbasierte Kosten präsentiert? Bezogen auf
andere Medien berichten die Energieagenturen von
realistischen Einsparungen in Höhe von 10 - 25 %. Diese
Ersparnisse sind auch beim Einsatz des Luftmeisters® in
RLT-Anlagen ansetzbar,
Bei Gesamtjahreskosten von 60 150 Euro / Jahr ergeben
sich bei der Annahme der o. g. 10 bis 25 % igen Ersparnisse im Beispielprojekt Beträge von ca. 6 000 bis 15 000
Euro jährlich. Ein Luftmeister®-System, für das beim
dargestellten Beispielprojekt runde 25 000 Euro an Kosten
anfallen würden, wäre also in 1,5 bis 4 Jahren amortisiert.
•
indem der einzelne Nutzer durch Kenntnis der verbrauchsabhängigen Kosten eine kostenbewusstere Anforderung der Klimazustände vornimmt (weniger kalt
im Sommer, weniger warm im Winter, weniger extreme
Feuchtewerte sowie, falls wählbar, ggf. auch angepasste
Volumenströme, z. B. in Randzeiten gedrosselt).
In dieser überschlägigen Rechnung fehlt jedoch noch die
Betrachtung, welchen zusätzlichen Nutzen der Einsatz des
„Multitalents“ Luftmeister® bringt:
•
Hygieneüberwachung (Strömungs-, Taupunktabstands- und Filter-Überwachung)
indem der Betreiber durch Verfügbarkeit der Betriebsdaten seitens des Luftmeisters® regelungstechnische
Optimierungen umsetzt, z. B. bezüglich der WRG-Funktion.
•
Durchflussregelung (im Tandem
mit Volumenstromreglern)
•
Energiemanagement (Lieferung von Energieflusswerten zur kontinuierlichen Performance-Überwachung und -Optimierung)
•
Da die für jeden Mietbereich relevante Enthalpiemessstelle
direkt im Zuluftstrom des Mietbereichs positioniert ist,
werden nur die tatsächlich gelieferte Nutzenergiemenge
und das Nutz-Luftvolumen abgerechnet. Es liegt also
(und dies ist fundamental wichtig für das „Entstehen“
von Einsparungen) im Interesse des Betreibers, diese
Nutzenergie und Luftmenge effizient bereitzustellen.
So hat der Betreiber eine unmittelbare Motivation, für
eine optimale Auslegung, Ausstattung und Regelung
der RLT-Anlage zu sorgen und auch Verluste entlang der
Luftleitungen zu minimieren.
halstrup-walcher GmbH
Stegener Straße 10
D-79199 Kirchzarten
Deutschland
Weitere Nutzenpotenziale durch den Luftmeister®-Einsatz
Unabhängig davon, ob es um ein Einkaufszentrum oder
einen Bürokomplex geht: Es gibt gute Gründe dafür,
dass sich Investor und Ingenieurbüro auf den Einsatz
des Luftmeisters® einigen. Auf dieser Basis kann der
Investor weitere Argumente für die Nachhaltigkeit seiner
Immobilie vorweisen. Zugleich weiß der Planer, dass er
zukunftssicher plant und bereits heute den kommenden
Stand der Technik konzipiert. Und nicht zuletzt werden
Mieter und Facility Manager begrüßen, eine faire,
rechtssichere Abrechnung der Lüftungskosten auf
Verbrauchsbasis praktizieren zu können.
www.halstrup-walcher.de
[email protected]
Fax +49 (0) 76 61-39 63 99
Tel. +49 (0) 76 61-39 63 0

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