Lüftungskosten werden verbrauchsgerecht verteilt

Abb. 1: Mit dem Luftmeister von halstrup-walcher Luftenergie erfassen und Kosten verbrauchsgerecht abrechnen.

Abb. 2: Erfassung der thermischen Luftleistung und Energie durch den Luftmeister EZ.

Abb. 3: Verbrauchsabhängige Lüftungskostenabrechnung mit Hilfe von Luftenergiezählern.

Tab. 1: Lüftungskosten-Kennwerte des Beispielgebäudes ( Nutzbereich).

Abb. 4: Beispiel einer verbrauchsabhängigen Lüftungskostenabrechnung mit Hilfe von Luftenergiezählern.

Abb. 5: Anlagenschema des Beispielprojekts (Bürokomplex mit 10 Mietzonen).

Abb. 6: Messstellenkonzept des Beispielprojekts.

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).

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).

Seit vielen Jahren ist es üblich, Lüftungskosten raumlufttechnischer Anlagen nach dem Flächenschlüssel zu verteilen, sofern sich mehrere Nutzer eine gemeinsame RLT-Anlage teilen.

In mittleren und großen Industriekomplexen/bauten werden große Luftmengen bewegt. Deren Überprüfung wird dabei meist nur im Zuge der Abnahme vorgenommen, nicht aber im weiteren Betrieb. Hier setzt die Messlösung „Luftmeister“ von halstrup-walcher an. Basierend auf einer präzisen Volumen- und Massenstrommessung in der Luftleitung wird nicht nur die durchströmte Luftmenge aufaddiert. Mit Hilfe von Enthalpie- oder Temperaturfühlern wird zudem die thermische Energie bestimmt, die über die Luftleitung übertragen wird. Auf Grundlage dieser ständig vorliegenden Verbrauchs- und Energieflussinformationen kann die gesamte Lufttechnik und insbesondere deren Wärmerückgewinnung in das betriebliche Energiemanagement einbezogen werden.

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.

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,

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“, der anhand des Luftmeister® von halstrup-walcher dargestellt wird.

Funktionsweise des halstrup-walcher Luftmeister® EZ (Luftenergiezähler)

Mit dem Luftmeister® EZ bringt der Messtechnik-Spezialist halstrup-walcher im Jahr 2016 den 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]). (siehe Abb. 1)

Zudem erfasst der Luftmeister® EZ über sogenannte „Enthalpiefühler“ EN 55 den energetischen Inhalt der Luft. Abbildung 2 zeigt die Funktionsweise: Der Luftmeister® 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 3 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 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

Als Praxisbeispiel betrachten wir nun einen Nutzbereich 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 10 Nutzbereiche aufgeteilt, die zwischen 300 und 800 Quadratmetern variieren.

Tabelle 1 zeigt die Lüftungskosten-Kennwerte, die sich aus dem Betrieb der vergangenen Jahre ergeben, Abbildung 4 zeigt die Anwendung der in Abbildung 3 dargestellten Formel.

Die Luft für das Gesamtgebäude wird in einer raumluft-technischen (RLT-)Zentrale aufbereitet. Abbildung 5 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 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 6 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 Kälte
- energiemengen [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 3 dargestellten Formeln vorgegangen. Bei dieser Kostenzuteilung nach dem Verbrauchsanteil ergibt sich beispielsweise für Zone 1 ein um 16 % höherer Lüftungskostenbetrag als bei einer Abrechnung über den Flächenschlüssel, da in dieser Zone relativ hohe Kühl- bzw. Heizenergien verbraucht wurden. Pro Jahr ergibt dies immerhin einen Unterschiedsbetrag von 527 Euro.

Spareffekte führen zu baldiger Amortisation des Messsystems Luftmeister®

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.

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,

•    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).
•    indem der Betreiber durch Verfügbarkeit der Betriebsdaten seitens des Luftmeisters® regelungstechnische Optimierungen umsetzt, z.B. bezüglich der WRG-Funktion.

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 Ausstattung und Regelung der RLT-Anlage zu sorgen und auch Verluste entlang der Luftleitungen zu minimieren.

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.

Weitere Nutzenpotenziale durch den Luftmeister®-Einsatz

In dieser überschlägigen Rechnung fehlt jedoch noch die Betrachtung, welchen zusätzlichen Nutzen der Einsatz des „Multitalents“ Luftmeister® bringt:

- Hygieneüberwachung (Strömungs-, Taupunktabstands- und Filter-Überwachung)
- Durchflussregelung (im Tandem mit Volumenstromreglern)
- Energiemanagement (Lieferung von Energieflusswerten zur kontinuierlichen Performance-Überwachung und -Optimierung)

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 Betreiber und Facility Manager begrüßen, eine faire, rechtssichere Abrechnung der Lüftungskosten auf Verbrauchsbasis praktizieren zu können.