Mit Luft Geld sparen

Einatmen, ausatmen – durch rund 20.000 Atemzüge pro Tag versorgen wir unsere Lungen mit Sauerstoff. Damit verglichen „atmet“ ein Labor deutlich langsamer: Abzüge saugen Luft ab, über die Lüftung strömt Frischluft wieder ein. Das sorgt für Sicherheit, verbraucht aber auch enorm viel Strom. Doch gesteuert über ein kluges Luftmanagement lässt sich mehr Energie und damit Geld einsparen, als mancher denkt.

Schließlich atmen wir bei Anstrengung auch mehr als im Alltag und nachts weniger. Unsere Atemfrequenz und unser Atemvolumen ist perfekt auf unseren Bedarf an Sauerstoff abgestimmt. So viel wie nötig und so wenig wie möglich, das gilt auch für das so genannte Luftmanagement im Labor. Konkret heißt das: Wie kann das Abluftsystem über die Abzüge nur so viel Luft absaugen wie nötig ist, damit keine gesundheitsgefährdenden Stoffe in die Raumluft gelangen? Schließlich hat die Sicherheit des Personals oberste Priorität. Und wie können sie dabei gleichzeitig so wenig Energie wie möglich verbrauchen, zum Beispiel indem sie, wie der menschliche Atemzug, angepasst an den Bedarf arbeiten? Zur Veranschaulichung: Ein Standardabzug verbraucht im laufenden Laborbetrieb pro Jahr etwa so viel Energie wie zwei bis drei Einfamilienhäuser. Das ist, als würden wir die ganze Zeit atmen, als würden wir Sport treiben. Damit ist die Be- und Entlüftung eines Labors ein entscheidender Kostenfaktor in den Betriebsausgaben. Hier auf Effizienz zu setzen, lohnt sich also.

Regler sorgen für Effizienz

Waldner tüftelt daher seit 40 Jahren nicht nur an immer effizienter arbeitenden Abzügen, wie beispielsweise den Secuflow Abzug mit ausgefeilter Strömungstechnik, der 33% weniger Luft verbraucht als herkömmliche Abzüge. „Doch nur wenige wissen, dass wir bereits seit Jahrzehnten die dafür notwendigen Volumenstromregler bauen“, sagt Bernd Schoeler, Produktmanager bei Laborraumlösungen. „Wir haben sogar ein patentiertes Messverfahren für die Volumenstromregelung entwickelt, denn je exakter die Messung, umso dosierter die Luftmenge.“

Der Regler stellt dabei das Volumen des Luftstroms automatisch ein – zum Beispiel in Abhängigkeit davon, wie weit das vertikale oder horizontale Schiebefenster des Abzugs geöffnet ist. Je weiter es geöffnet wird, desto mehr Luft muss der Abzug aus seinem Arbeitsbereich absaugen, damit Schadstoffe nicht in die Raumluft gelangen. Umgekehrt gilt aber auch, es macht energetisch Sinn, den Volumenstrom wieder zu verringern, sobald dies möglich ist.

Dabei hilft auch ein zusätzlicher Schiebefenstercontroller. Bernd Schoeler erklärt: „Seine Bewegungssensoren erkennen, wenn kein Nutzer mehr vor dem Abzug steht, aber ein Schiebefenster noch offen ist. Der energetische Effekt einer solchen Situation ist vergleichbar mit aufgedrehter Heizung und stundenweise sperrangelweit geöffneten Fenstern. Erkennt der Controller diesen Zustand, schließt er das Fenster automatisch, und der Volumenstromregler reduziert den Luftvolumenstrom wieder.“

Dadurch, dass Waldner als einziger Hersteller gleich den passenden Regler zum eigenen Abzug baut, sind beide Komponenten optimal aufeinander abgestimmt. Auch das spart in der Konsequenz Energie. Hinzu kommt: Sie bilden dadurch auch bei der nötigen Baumusterprüfung nach EN 14175 Teil 6 eine unzertrennliche Einheit und erhalten die entsprechenden Konformitätserklärungen. Das spart dem Kunden Abstimmungsaufwand, und er hat im Gewährleistungsfall nur einen Ansprechpartner, Waldner.

Noch mehr Effizienz durch Regelsystem

Doch es geht noch effizienter. Denn mit einem Regelsystem für den gesamten Laborraum lassen sich alle darin stehenden Abzüge, Abluftessen, Punktabsaugungen und abgesaugte Lagerschränke aufeinander abstimmen. Schließlich geht es um die im gesamten Laborraum vorhandene Luft, die zur Sicherheit des Personals regelmäßig durch Frischluft ersetzt werden muss. Die Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAUA) fordert, dass in jeder Stunde 25 Kubikmeter Luft pro Quadratmeter Laborfläche ausgetauscht werden müssen. In einem Standardlabor mit drei Metern Raumhöhe entspricht das etwa einem achtfachen Luftwechsel.

„Eine Abstimmung könnte zum Beispiel so aussehen: Sind von fünf Abzügen nur drei im Dauereinsatz, werden diese mit höheren Abluftmengen betrieben, um den geforderten Raumluftwechsel zu erreichen“, erklärt Bernd Schoeler. „Diese können aber sofort heruntergeregelt werden, sobald auch an den anderen beiden gearbeitet wird. So bleibt der für die Sicherheit notwendige Gesamtvolumenstrom gleich und ist nicht unnötig hoch. Es zählt schließlich die Gesamtbilanz an abgesaugter Laborluft und automatisch wieder einströmender Frischluft.“

Einsparungen von mindestens 35%

Ebenso lassen sich die Volumenströme aller Abzüge an die Arbeitszeiten anpassen. Am Feierabend reicht ein vierfacher Luftwechsel und der Volumenstrom lässt sich auf bis zu 100 m3/h absenken. Allein diese Maßnahmen bringt gegenüber einem 24 Stunden-Betrieb je nach Abzuggröße schon mindestens 35 % Einsparungen. Doch es geht noch viel mehr: Der Abzug kann beispielsweise während der Arbeitszeit mit geschlossenem Schiebefenster im „Standby-Modus“ auf bis zu 200 m3/h herunterfahren. Das spart noch einmal Energie. Zum Vergleich: Der maximale Volumenstrom kann selbst bei einem sparsamen kleinen Secuflow Tischabzug der Größe 1200 mm bei bis zu 330 m3/h liegen.

Bessere Performance mit dem Luftmanagement von Waldner

Von dem ausgetüftelten Luftmanagementkonzept war auch das Unternehmen Zeller+Gmelin GmbH & Co. KG aus Eislingen/Fils überzeugt. Bereits 2015 vertraute es Waldner nicht nur die Ausstattung eines neuen Qualitäts- und Kontrolllabors seiner Tochterfirma Südöl an, sondern auch dessen Luftmanagementsystem. „Über das Kommunikationsprotokoll BACnet IP konnten wir es problemlos in unsere Gebäudeprozessleittechnik integrieren“, berichtet Daniel Knospe. Er ist Leiter der Werkstechnik bei Zeller+Gmelin. Die Gebäudeprozessleittechnik (GLT) übernimmt dabei nur die Grundregelung – Lüftung ein und aus –, die Feinabstimmung läuft über das Waldner-System. „Wir haben damit sehr gute Erfahrungen gemacht. Die Performance war deutlich besser als in unseren Laboren, in denen auch unsere GLT das Luftmanagement im Labor mitübernommen hat.“ Da zeige sich einfach die perfekte Abstimmung von Abzügen, Reglern und gesamtem Regelsystem von Waldner.

Gute Lösungen dank früher Einbindung

Die Erfahrungen mit dem System waren so gut, dass 2019 Waldner ein weiteres Labor von 164 m² bis hin zum Luftmanagement ausstattete und dieses Jahr sogar ein drittes Labor ansteht. „Jedes Labor hat unterschiedliche Aufgabenstellungen und Ausstattungen“, erklärt Bernd Schoeler, „wir bieten für fast alles eine Lösung, um energetisch optimiert zu arbeiten.“ Das kann Daniel Knospe bestätigen: „Ich war überrascht von der Innovationskraft von Waldner. Wir hatten einige Spezialanforderungen, die die Ingenieure in maßgeschneiderte Lösungen umsetzten.“ Viel Expertenwissen sei bereits vor der Auftragsstellung maßgeblich berichtet er. „Es geht ja in dem Prozess darum, die besten Lösungen zu erarbeiten, für die wir dann den Auftrag erstellen. Da muss man tief eintauchen können und wollen, damit sich eine maßgeschneiderte Lösung ergibt“, betont Daniel Knospe. Er ist beeindruckt von der Arbeit der Planungsingenieure.

Bernd Schoeler freut diese Rückmeldung und er bestätigt: „Nur wenn unsere Kunden uns so frühzeitig in die Planungsphase miteinbeziehen, sind wir derart frei darin, ihre Ideen und Wünsche auch umsetzen zu können. Und oft sind unsere Kunden überrascht, dass wir viele ihrer Ideen quasi schon vorgedacht haben.“ Da trägt die Erfahrung der Waldner Ingenieure viel dazu bei, weil sie eben schon seit Jahrzehnten die unterschiedlichsten Lösungen für ein effizientes Luftraummanagement umgesetzt haben.