Fortschritte nutzen und Fehler vermeiden

KK: Welche Fortschritte bezüglich Effizienz und Komfort hat es in jüngster Zeit bei Luftschleieranlagen gegeben?

Jens Oudehinkel: Wir haben viel in komfortablere Regelungen mit individuelleren Möglichkeiten investiert. Durch eine Vorprogrammierung können Fehlbedienungen einfach ausgeschlossen werden. Das macht zum Beispiel unsere Regelung KaControl. Sie ist ausgelegt für den Betrieb in zukunftsorientierten Gebäudeleitsystemen.

Peter Wiemann: Luftschleier sind seit Jahrzehnten bekannt. Neuerungen bei dieser Technik betreffen vor allem die effizientere Motorentechnik dabei insbesondere EC-Motoren sowie die elektronischen Steuerungen, die Sommer-/Winterschaltungen automatisieren. Die Wärmeenergieeinsparung ist aber nahezu gleich geblieben, da Luftschleier mit hohen Luftmengen arbeiten, die natürlich erwärmt werden müssen.

Peter Deweerdt: Bei allen Arten von abzuschirmenden Öffnungen wird ein Mangel an Effizienz zunächst nicht sofort bestraft. Vollkommen anders stellt sich dies bei Abschirmungen von Tiefkühlhallen dar. Selbst winzige Effizienzmängel können hier zu Horrorszenarien führen, sogar zu lebensbedrohlichen Situationen. Man denke nur an vereiste Böden, auf denen besonders schwere Gabelstapler unmöglich sicher stoppen können. Oder an Nebel, der so dicht ist, dass die Mitarbeiter nicht mehr sehen können, was aus der anderen Richtung durch die Toröffnung auf sie zukommt.

Masterveil entwickelt innovative Lösungen für eine maximale Schutzwirkung hinsichtlich Arbeitssicherheit und Energieeffizienz gerade bei offenen Tiefkühltoren. Zusammen mit dem Innovationszentrum und der Universität Gent haben wir entsprechende Patente erworben. Bestimmte Umgebungssituationen und Verbesserungen bei der Reduzierung von Turbulenzen wurden dabei durch CFD-Simulationen untersucht und erreicht.

Dabei erkannten wir nicht den häufigen Temperaturunterschied von 40 °C als wichtigste Herausforderung, sondern die Abtrennung von Feuchtigkeit. Unsere Idee, einen Isolationsstrahl vor einen Schutzstrahl zu legen, führte zu einem Luftstrahl, der über 20 m weit stabil bleibt, ohne zu verschwimmen. Dieses spezielle Konzept zur Vermeidung von Mikroturbulenzen wird letztendlich auch bei anderen Anwendungen die erforderlichen Verbesserungen bewirken. Die bessere Kontrolle des Luftstrahls, die geringeren Turbulenzen sowie die höhere Effizienz führen zu weniger Energieverbrauch und zu einem niedrigeren Stromverbrauch des Luftschleiers selbst.

Carsten Roszak: Die Steigerung des Bedienkomforts bei gleichzeitiger Reduzierung von Anwendungsfehlern wurde in der letzten Zeit vor allem durch die Einführung intelligenter Steuerungen erreicht. Wo früher manuell justiert wurde, übernimmt heute häufig die Gebäudeleittechnik die automatische Steuerung der Luftvorhangsysteme. So kann auch die Zusteuerung von Warmluft über das angeschlossene Heizsystem des Gebäudes automatisch erfolgen und schnell sowie problemlos an die Witterungsbedingungen angepasst werden. Auf die gleiche Weise funktioniert auch die Kühlung von Räumen und Hallen, zum Beispiel in Molkereien, wo die Temperatur kon­stant 4 °C betragen sollte.

Uwe Low: Wir setzen bereits seit Jahren auf ein hocheffizientes Düsensystem Evolvent. Es wurde mittlerweile weiterentwickelt: Das System Convergo verbessert die Effizienz des Druckkammer-Düsen-Systems Evolvent nochmals um etwa 10 Prozent.

KK: Wo erwarten Sie zukünftig weitere Verbesserungen bei Luftschleieranlagen?

Jens Oudehinkel: Verbesserungen finden nicht nur in der Zukunft statt, sondern fortlaufend. Bei uns machen sich einige essentielle durchgehend bemerkbar. Aktuell geht es vor allem um die Energieeffizienz der Motoren. Alle unsere Türluftschleier erfüllen die ERP 2013, eine Vorgabe im Rahmen der Ökodesign-Richtlinie.

Peter Wiemann: Mögliche Verbesserungen betreffen eigentlich nur die Strömungstechnik. Insbesondere gilt es, gezielt die Stabilität des Abschirmstrahles als sogenannter Störstrahl zu erhöhen, der die Umgebungsluftmasse durchtrennt und somit kalte und warme, staubige und staubfreie, mit Gerüchen belastete und geruchsfreie Bereiche effektiv voneinander trennt.

Peter Deweerdt: Ähnlich wie bei den Tiefkühllösungen gehen wir davon aus, dass ein auf einen Schutzstrahl gelegter Isolationsstrahl Energievorteile auch in vielen anderen Anwendungen ergeben dürfte. Statt des gesamten Luftstahls wird dabei nur der Isolationsstrahl konditioniert, was eine hohe Energieeinsparung bewirkt. Verbesserter Luftstrom und Isolationsstrahl-Konzept wir sind sicher, dass dies eine erfolgreiche Kombination ist!

Als es um neue Lösungen für Tiefkühlabschirmungen ging, entschieden wir uns, die gesamte Entwicklung selbst durchzuführen. Dabei konnten wir eine attraktive Lösung für viele Firmen mit Problemen in diesem Bereich finden. Wir sind offen für Kooperationen mit potenziellen Partnern auf Lizenzbasis.

Carsten Roszak: Schon heute ist die Technik von Torluftvorhang­systemen weitgehend ausgereift. Daher sind Optimierungen und Verbesserungen künftig vor allen Dingen im Bereich der Anlageneffizienz zu erwarten. In Zukunft wird es hauptsächlich darum gehen, noch sparsamere Motoren für die Gebläse zu entwickeln, die die Effizienz der Anlagen weiter erhöhen und die Nutzung energetischer Einsparpotenziale steigern.

Uwe Low: Nach wie vor sind intelligente Steuerungssysteme ein Schwerpunkt unserer Entwicklungsarbeit. Diese bieten Raum für Verbesserungen der Geräteeffizienz, dienen dem Raumkomfort und tragen signifikant zur Energieersparnis einer Luftschleieranlage bei.

KK: Wenn Sie bereits längere Zeit vorhandene Luftschleieranlagen betrachten wo sehen Sie Schwerpunkte mit besonders hohem Verbesserungspotenzial durch neue Anlagen und warum?

Jens Oudehinkel: Wenn man sich bereits installierte Anlagen anschaut, kann man sich hier nur wiederholen: Der Wirkungsgrad neuerer Anlagen und Motoren ist um einiges effizienter geworden. Das hat eine verringerte elektrische Leistungsaufnahme zur Folge. Außerdem könnten Nutzer mehr Energie sparen, wenn die Regelungen nutzerorientierter konzipiert wären. Konkret heißt das, dass einfach zu bedienende Stufenschalter installiert werden oder die eingangs erwähnte Regelung KaControl, die neben vielen individuellen Programmiermöglichkeiten einen Zeitplan für einen angenehmen Eingangsbereich vorgibt. Dann wird auch nicht vergessen was oft genug vorkommt die Anlage ein- oder auszuschalten.

Was die Möglichkeiten mit besonders hohem Verbesserungspotenzial betrifft, hat Kampmann bereits seit Jahren einen Türluftschleier mit Tandem-Technik im Programm, der gerade in letzter Zeit stärker nachgefragt wird. Denn wer einmal nachrechnet, bemerkt, dass er sich bei der Energieeffizienz kaum noch verbessern kann. Die Tandem-Technik eröffnet jedoch Einsparungen von bis zu 38 Prozent gegenüber herkömmlichen Anlagen.

Peter Wiemann: Vor allem gilt es, die Planungsgrundlagen zu verbessern, soweit es die Problematik geöffneter Tore betrifft. Hier wird oft unterschätzt, welche Konsequenz eine nur geringe Außenluftanströmung auf die offene Fläche der Toröffnung hat. Ein Austausch älterer Anlagen macht Sinn, wenn sich dadurch die Effizienz der Strömungstechnik verbessert. Oft wurden ältere Anlagen auch heiztechnisch überdimensioniert, sodass im Laufe der Zeit eine optimierte Heizung diese Anforderungen nicht mehr erfüllen kann.

Peter Deweerdt: Oftmals wird neben der Fortentwicklung der eigenen Technik vergessen, andere Techniken zu betrachten. Wer eine große Absauganlage mit einer Leistung von ca. 30 000 m³/h betreibt, nimmt definitiv Einfluss auf die restliche Technik. Die Platzierung von Luftventilation, Luftansaugung und Luftauslass beeinflusst definitiv den Luftstrom unserer Systeme airStop und Powerstream.

Es ist sinnlos, eine perfekte Lösung zur Abschirmung einer Öffnung vorzulegen, wenn es im Umfeld Parameter gibt, die dieser Lösung entgegenwirken. In Holland beteiligten wir uns an einer von der Regierung unterstützten Initiative, bei der alle Beteiligten ihre Vorstellungen unter Berücksichtigung der gesamten Gebäudesituation einbringen sollten, vom Konzept über die Installation bis zum Energieverbrauch und der Wartung. Wir waren als einziger Luftschleierhersteller eingeladen, um unsere Hinweise und Bedenken vorzutragen.

Carsten Roszak: Im Vergleich zu alten Anlagen kann mit modernen Luftvorhangsystemen ein höherer Gegendruck über das Düsensystem erzeugt werden, sodass sich die Luftvorhangeigenschaften und damit auch die Abschirmleistung erheblich verbessert haben. Die Investition in ein neues Torluftvorhangsystem ist im Verhältnis zur langfristigen und dauerhaften Energieersparnis für die Kunden vergleichsweise gering, die Kosten amortisieren sich in einem sehr kurzen Zeitraum.

Uwe Low: Viele Anlagen arbeiten mit konventionellen Luftaustrittssystemen, was bedeutet, dass über relativ breite Auslässe mit einer Breite von meist 70 bis 100 mm viel warme Luft in den Eingangsbereich transportiert und damit auch sehr viel Energie eingesetzt wird. Mit unserem Düsensystem Convergo lassen sich bessere Ergebnisse mit deutlich weniger Luftleistung und damit auch weniger Heizenergie erreichen. Grund sind die Eigenschaften des durch die Düse ausgebrachten Luftstroms. Er ist gleichmäßig über die gesamte Türbreite verteilt, hoch beschleunigt, weist keine Unterbrechungen und signifikante Geschwindigkeitsdifferenzen auf, hat eine besonders hohe Eindringtiefe, eine sehr geringe Induktionsneigung und lässt sich verlustfrei im Winkel verstellen und somit an die Einbausituation anpassen.

KK: Welche wesentlichen Fehler werden bei der Installation und Anwendung von Luftschleieranlagen gemacht?

Jens Oudehinkel: Fehler lassen sich in beiden Bereichen identifizieren. Zunächst in der Installation: Oft passt die Auslegung nicht zu den Türabmessungen, der Wandabstand ist zu groß oder die freie Luftansaugung ist nicht gewährleistet. Auch wenn alles korrekt angeschlossen ist, passieren in der Anwendung typische Fehler. Sei es, dass die Wartung vernachlässigt wird, was verschmutzte Filter und Wärmeübertrager zur Folge hat. Das hat den Effekt ebenso wie störende Einrichtungen an Luftansaugung und Luftaustritt dass die Luft nicht verlustarm das Gerät durchströmen kann. Dementsprechend kommt es zu Einbußen der Luft- und Wärmeleistung. Ein weiteres mögliches Problem ist, wenn im Raum Unterdruck herrscht, der nicht durch die Lüftungsanlage im Raum ausgeglichen wird.

Peter Wiemann: Oft sieht man, dass in Gebäudeeingängen die Luftschleieranlagen nicht die Türbreite überdecken oder zu weit von der Türöffnung entfernt angeordnet sind. Auch werden bei optimierter Heiztechnik oft die energieintensiven Luftschleier als letztes Glied (zum Beispiel bei der Wärmerückgewinnung) gesehen. Es kommen dann an der Luftschleieranlage oft nur noch geringe Vorlauftemperaturen an, die keinesfalls die eigentlich erforderliche Körpertemperatur erreichen und somit zu einer Entwärmung führen.

Peter Deweerdt: Solche Fehler passieren oft bereits vor der Installation, wenn zwar engagiert eine Lösung gesucht und gefunden, dabei aber nicht beachtet wird, dass es vielfältige Faktoren im Gebäude selbst gibt, die dieser Lösung entgegenstehen. Ziel kann es nicht sein, die perfekt geschützte Öffnung zu haben, vielmehr ist eine ideale Gesamtlösung der Problemstellung gefragt. Wenn nicht, dann kann es geschehen, dass man vor einer offenen Tür in zugiger Umgebung steht. Es muss die Gesamtsituation betrachtet werden!

Carsten Roszak: Häufig werden einfache Standardgeräte eingesetzt, die nicht vollständig zu den Anforderungen des Kunden bzw. den räumlichen Gegebenheiten passen und damit nicht die gewünschtenEffekte erzielen können. Auch die ungenügende Abstimmung mit deminternen Heizungssystem führt nicht selten zu schlechteren Ergebnissen bei der Abschirmung von Kaltluft, Rauch usw., beziehungsweise zu einem nicht optimalen Energieaufwand-Nutzen-Verhältnis.

Darüber hinaus werden Filter oftmals nicht häufig genug gewechselt, sodass die Luftvorhanganlage mit der Zeit keinen ausreichenden Druck mehr aufbauen kann, um der von außen einströmenden Kaltluft wie gewünscht entgegenwirken zu können. Die Leistung der gesamten Anlage nimmt dadurch ab, gleichzeitig steigt der Energieverbrauch, der durch die zusätzliche Zuführung von Heizluft entsteht.

KK: Was ist bei der Auswahl, Montage und Anwendung von Luftschleieranlagen besonders zu beachten?

Jens Oudehinkel: Zunächst müssen die Gebäudegeometrien berücksichtigt werden. Gegenüberliegende Türöffnungen, Treppenhäuser, offene Geschosse oder die Lage des Gebäudes können in der Summe zu Problemen führen. Bauseitige Lüftungsanlagen sind in ihrem Verhältnis von Zu- und Abluft schon in der Planungsphase zu betrachten. Erfahrungsgemäß sollte auf einen Unterdruck im Raum verzichtet werden. Gerade jetzt hatten wir den Fall, dass der Eingangsbereich fast direkt auf die Rolltreppe des mehrgeschossigen Gebäudes führte. In den Obergeschossen führte ein vorhandener Unterdruck dazu, dass einfallende Kaltluft direkt über die Treppe angesaugt wurde. In dieser Konstellation kommt so viel kalte Luft in den Raum, dass der Türluftschleier einfach keine Chance hat. In diesem Zusammenhang möchte ich verdeutlichen, dass Türluftschleier nur der Abschirmung gegen Außenklima dienen und nicht für die Abdeckung von Heizlasten konzipiert sind.

Peter Wiemann: Hier spielt die Betrachtung des Eingangs-/Torbereichs eine wesentliche Rolle. Soweit möglich, sollte immer ein Strömungsprofil der Anströmung vor Ort ermittelt werden. Die ausgeglichene Bilanz der Lüftung im Gebäude sollte überprüft werden. Ab einer Ausblashöhe von 3 m sollte man immer die seitlich stehende Luftschleiervariante wählen, da sich gerade im unteren Türbereich die kritische Zone mit kalter, schwerer Luft befindet. Hier verpufft die von oben kommende Ausblasenergie, weil sie unten meist gar nicht oder nur in unzureichender Menge ankommt.

Peter Deweerdt: Wir sind der Überzeugung, dass es keine Standardlösung gibt. Jede Situation hat ihre eigenen Parameter, die zu betrachten sind. Alle möglichen Faktoren wie der Luftzug, die realistische Torgröße und die genaue Breite des Systems im Verhältnis zur Torbreite müssen in die technischen und wirtschaftlichen Betrachtungen aufgenommen werden. Systemanbieter und Kunde sollten dazu eine Fragenliste vorbereiten und diskutieren. Sie sollte die Aufgabenstellung, Wechselwirkungen auf Passanten und Mitarbeiter sowie auf Produkte und Waren beinhalten. Luftschleieranlagen dürfen keinesfalls wie eine Massenware verkauft werden, bei denen nur noch die Farbe ausgewählt werden darf!

Carsten Roszak: Bei der Auswahl der passenden Luftvorhanganlage ist insbesondere auf ihre Dimensionierung und Positionierung zu achten. Ein optimales Ergebnis kann nur mit einer Luftvorhanganlage erreicht werden, die auf die individuellen Gegebenheiten vor Ort abgestimmt ist. Dabei kommt es sowohl auf die Gebäudesituation als auch die spezifischen Anforderungen des Auftraggebers an, wie zum Beispiel die gewünschte Abschirmleistung oder eine horizontale oder vertikale Ausrichtung der Anlage.

Die individuelle Ermittlung eines optimal ausgelegten Luftvorhangsystems beginnt bei Stricker Torsysteme mit der Analyse me­teorologischer und gebäudespezifischer Faktoren sowie der vorherrschenden Umgebungsbedingungen. Zusammen mit den individuellen Anforderungen der Auftraggeber entwickeln unsere Ingenieure so die bestmöglich ausgelegte Anlage für ein Maximum an Leistung und Energieeffizienz. Mithilfe einer Rauchsimulation wird nach der Montage der Luftvorhanganlage zusätzlich die optimale Einstellung der Anlage vorgenommen. Bei Stricker erfolgt dies individuell mittels einstellbarer Düsen, die bis zu 120° drehbar sind.

Anwendungsfehler bei der Bedienung von Luftvorhangsystemen können durch die Automatisierung der Anlagen weitestgehend vermieden werden. Intelligente Steuerungen sorgen dafür, dass Ausfälle und Fehlnutzungen der Anlage, die durch individuelle Bedienfehler entstehen können, nahezu ausgeschlossen werden können.

Uwe Low: Die Auslegung und die optimale Montage der Anlagen sind ein weites Feld und erfordern oft die Bewertung von zahlreichen Einflussparametern. Dies wird in vielen Fällen unterschätzt und damit das eigentlich vorhandene Potenzial der Luftschleieranlagen zum Teil verschenkt. -

Junior-Produktmanager und verantwortet den Produkt­bereich Türluftschleier bei der Kampmann GmbH, Lingen

Geschäftsführer für Forschung und Entwicklung bei der LWT Luftwand­technologie GmbH, ­Mönchengladbach

Geschäftsführer bei der Masterveil Germany GmbH, Niederkrüchten

Geschäftsführer bei der Stricker GmbH & Co. KG, Münster

Regionalleiter Nord-Ost und Key Account Manager mit Sitz in Glauchau bei der Teddington Luftschleieranlagen GmbH, Buchholz-Mendt

Kälte drinnen, Wärme draußen!

Türluftschleieranlagen von K + T bringen die Energiebilanz auf Vordermann.Die für Kühl- und Tiefkühlräume gleichermaßen geeigneten Anlagen lassen bei offener Tür die Wärme von draußen nicht nach drinnen und die Kälte von drinnen nicht nach draußen. Der Kälteverlust beim Öffnen der Türe wird dadurch deutlich vermindert. Gleichzeitig sinkt der Energieverbrauch des Kühlaggregats drastisch, denn es muss die Temperatur weniger häufig nachregeln. Das spart bis zu 80 Prozent der durch offene Türen entstehenden Energiemehrkosten.Bei Öffnung des Kühlraumes vermindert der Türluftschleier den Wärmeaustausch um etwa 65 Prozent.

Einsparung im Test nachgewiesen

Über einen definierten Zeitraum wurden Tiefkühlzellen mit und ohne Türluftschleieranlage bei + 25 °C Raumtemperatur miteinander verglichen. Beide Tiefkühlräume wurden zehnmal am Tag jeweils für die Dauer von 1 min geöffnet. Vergleicht man die beiden Test-Zellen über einen Zeitraum von fünf Wochen, wurde mit der Luftschleieranlage durchschnittlich eine Einsparung von 3,24 kWh pro Tag erzielt. Ausgehend von einem Strompreis von 0,20 Euro pro kWh konnte eine Ersparnis von 0,07 Euro für jede Türöffnung ermittelt werden. Bei täglich zehn Türöffnungen und 300 Arbeitstagen entspricht das einer Einsparung von jährlich 210 Euro. Das Ergebnis ist sinngemäß auch auf Kühlzellen und Kühlräume übertragbar. Setzt man die durchschnittliche Lebensdauer eines Kühlhauses mit rund 20 Jahren an, dann führen Luftschleieranlagen bereits nach rund zwei Jahren zu einer Amortisation des Investitionsaufwands.

Luftgeschwindigkeit regulierbar

Luftschleieranlagen sind langlebiger als ein Streifenvorgang, der je nach Benutzungsintensität relativ schnell verschleißt und außerdem durch Verschmutzung Hygieneprobleme aufwirft. Per Luftschleier ist zudem eine barrierefreie Wareneinbringung und -entnahme in und aus dem Kühlraum möglich. Es sind Türluftschleiermodelle mit einer Ausblasbreite von 0,9 m, 1,0 m, 1,2 m und 1,5 m im Programm. Die Anlagen sind einfach montier- und anschließbar, mithilfe eines Türkontaktschalters nur bei geöffneter Tür in Betrieb und haben eine dreistufig regelbare Luftgeschwindigkeit zur Anpassung an die Umgebungstemperaturen.

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