Wärmerückführung mit TDA-Systemen

Ohne technische Unterstützung ist es in hohen Räumen nahezu unmöglich, eine gleichmäßige Heiztemperatur zu erreichen. Häufiges Nachfeuern ist keine kluge Lösung, denn durch extreme Deckenhöhen kann die eingesetzte Wärmeenergie schnell nach oben verpuffen. Aufgrund der stetig steigenden Energiepreise in den vergangenen Jahren, verursachen Sie auf diesem Wege auch noch enorme Heizkosten und eine ungünstige Ökobilanz. Dabei lässt sich der Wärmeauftrieb leicht umkehren: Moderne TDA-Systeme werden den Ansprüchen "höhergestellter" Räumlichkeiten und Hallen gerecht und stellen eine energieeffiziente Möglichkeit zum Wärmeerhalt dar.

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Inhalt:

Wärmeschichtung - ein Problem bei hohen Räumen

Kletterhalle
In Kletterhallen wird die obere Wärmeschicht sogar einmal zugänglich - nützlich und gewünschtes Ziel der Anstrengung ist sie dennoch nicht.

Die Methodik der Wärmerückführung beruht auf einem einfachen physikalischen Prinzip: da angeheizte Luft von den Molekülen her eine geringere Dichte und somit ein leichteres Gewicht aufweist als kühlere Luftebenen, steigt sie nach oben und sammelt sich in geschlossenen Räumen unter der Decke. Das Resultat ist bekannt, im beheizten Zimmer ist es in der Wohnebene von Fußboden und Sitzmöbeln kühl, doch zur Decke hin staut sich die wohlig warme Luft - leider kann man sie dort nicht spüren! In sehr niedrigen Wohnräumen mag das nicht allzu verehrend sein, dort treffen warme und kalte Schichten in der Raummitte aufeinander und können sich thermodynamisch austauschen.

In Räumen mit hohen Decken wie zum Beispiel in Altbauwohnungen oder in größeren Hallen ist dies nicht mehr problemlos möglich und die warme Luft bildet eine Art Wärmepolster. Dieser Effekt wird zusätzlich verstärkt, wenn der Raum durch ein geöffnetes Fenster oder einen Lüftungsschacht belüftet wird. Strömt kalte Luft ein, sinkt diese sofort zu Boden und drückt die warme Luft so noch weiter in Richtung Decke bzw. zum Fenster hinaus. In hohen Gemäuern bedeutet dies, dass der untere und mittlere Bereich trotz größter Heizleistung nur sehr schwer zu erwärmen bzw. immer deutlich kälter ist als obere Regionen.

Die Nachteile der Wärmeschichtung liegen nicht nur in ungleich verteilten Raumtemperaturen. Durch die höhere Feuchtigkeitsbindung in warmer Luft ist Schimmelbildung schneller möglich - besonders ärgerlich, wenn Sie an Lagerräume und Vorratskammern mit empfindlichen Lebensmittel oder Waren denken. Nicht nur Verderbliches, sondern auch Stoffe, Papiere und auch manche Metalle verlieren bei Feuchteschäden ihren Marktwert. Auch die ökologische Sinnfrage und zuletzt die Heizkostennachrechnung verweisen verschwendete Heizenergie in den Strafraum.

Wärmerückführung durch reguläre Ventilatoren und ihre Grenzen


So funktioniert Wärmerückführung mit Ventilatoren von den Profis!

Bei der privaten oder gewerblichen Nutzung eines Raumes kommt es in aller Regel auf die Temperatur in den unteren und mittleren Bereichen an. Um aufgestiegene Warmluft wieder nach unten zu befördern, eignen sich Deckenventilatoren. Sie wirken dem physikalischen Prinzip Wärmeschichtung entgegen und ermöglichen ein effizientes Heizen: anstatt das Thermostat weiter aufzudrehen, wird bereits vorhandene Wärmeenergie "recycelt". Die Deckenlüfter bieten im Vorwärts- sowie auch im Rückwärtslauf die Möglichkeit zur Wärmerückführung: Vorwärtslauf (Sommermodus):
In der regulären Laufrichtung "Sommerbetrieb" wird warme Deckenluft durch die Flügelrotation senkrecht nach unten weggedrückt und im Raum verteilt. Diese Möglichkeit der Luftdurchmischung eignet sich allerdings nur in Räumen ab 2,80 m Deckenhöhe, da es sonst zu Zuglufterscheinung mit bekanntem, kühlendem Ventilator-Effekt kommt.

⇒ Auch wenn sich die Zimmerluft mit herkömmlichen Deckenventilatoren verteilen lässt, kann es in sehr hohen Räumen wie z.B. Lager-, Produktions- und Sportgebäuden (Tennis- und Schwimmhallen) sinnvoll sein, spezielle TDA-Lüfter zu installieren. Diese mit Sensoren ausgestatteten Ventilatoren transportieren die im Raum vorhandene warme Luft dank besonders leistungsstarker Motoren mit größerer Kraft nach unten und verteilen sie zu Heizzwecken im unteren Raumdrittel.


Rückwärtsgang (Wintermodus):
Durch den Laufrichtungswechsel und die entsprechende Ausrichtung der Rotorblätter saugt der Ventilator in diesem Modus kalte Luft vom Boden an und leitet sie entlang der Decke und Wände wieder nach unten. Dabei vermischt sich der Luftstrom mit dem Wärmepuffer von oben, bis die Temperaturen wieder ausgeglichen sind. Diese Art der Wärmerückführung ist eine gute Lösung für Privatwohnungen mit niedriger Deckenhöhe - (kühle) Zuglufterscheinung sind ausgeschlossen! Doch die Warmluftverteilung im Rückwärtslauf ist nur bis zu einer Deckenhöhe von ca. 2,60 m (bis max. 2,80m) sinnvoll nutzbar. Bei einem Gerät für den regulären Hausgebrauch reicht die Bewegungsenergie vom Motor dann nicht mehr aus, um mit dem Luftstrom die unteren Bereiche des Raumes zu erreichen. Die leichten Luftmoleküle stiegen bei längeren Strecken bereits ab der Raummitte wieder aufwärts und zirkulierten weiter in den oberen Raumbereichen. Den kalten Fußboden würden sie gar nicht erst erreichen - ein wahrer Verlust für frierende Füße.


Was bedeutet TDA und wie funktioniert das System?

Ventilator Winterbetrieb
Die Abkürzung TDA steht für Temperatur-Differenz-Ausgleichs-Systeme. Sie basieren auf dem Prinzip des regelmäßigen Wärmeaustausches: durch den thermodynamischen Vorgang gleichen sich kühle und warme Luftschichten bei Durchmischung in ihrer Wärmeenergie an. TDA-Systeme steuern dank modernster Sensortechnik die Temperatur im Raum automatisch, das heißt ohne weitere Kontrolleingriffe Ihrerseits.

Vorteile TDA-System gegenüber normalen Ventilatoren
Deutlicher Vorteil gegenüber herkömmlichen Deckenventilatoren: der Betrieb startet automatisch beim Registrieren einer ungleichen Temperaturverteilung und stoppt, wenn eine gleichmäßige Verteilung erreicht ist. Eine menschliche Kontrolle, Betätigung oder Anwesenheit ist nicht erforderlich. Vergleich herkömmlicher Ventilator: an/aus muss manuell betätigt werden. Doch die entstehende Wärmeschicht wird vom Besitzer (falls er anwesend ist!) nicht so rasch bemerkt wie bei den feinen TDA-Sensoren. Durch die zielgenauen Betriebsintervalle werden zudem Betriebskosten gespart.

TDA-Sets werden in Kombination mit speziellen Ventilatoren im Deckenbereich hoher Räume installiert. Mithilfe einer LCD (Flüssigkristall) Funk-Fernbedienung können die eingebauten Lüfter mühelos voreingestellt werden. Das System hilft dabei, den Austausch zwischen warmer und kalter Luft zu optimieren und verbessert so effektiv die Beheizung hoher Räume. Dazu erfassen die besonders fein justierten speziellen Temperatursensoren des TDA-Systems die Differenz zwischen den kalten und den warmen Luftschichten im Raum und steuern die Rotation individuell im Hinblick auf einen optimalen Temperaturaustausch. Bereits geringe Temperaturabweichungen von zwei Grad werden von modernen TDA-Systemen auf diese Weise berücksichtigt, ein Wärmestau durch Überheizung wird effektiv verhindert.


TDA auf einen Blick:
  • Selbstregulierender Betrieb dank Sensoren
  • Kein manuelles An/Ausschalten notwendig
  • Aufbruch der Luftschichtung, Wärmerückführung
  • Nachweisliche Einsparung von Heizkosten bis zu 30%
  • Sinnvoll in Alt - und wärmegedämmten Neubauten
  • vollkommen unabhängig von der Art des Brennstoffes
  • Luftzug wird gezielt vermeiden (Arbeitsschutz)
  • Anschluss mehrerer Ventilatoren an ein Kotrollgerät (für Werkshallen usw.)
  • Luftdurchmischung verhindert Schimmel
  • kühlender Sommerbetrieb möglich

Zentraler Einsatz im Privatraum

Ein für eine ganze Wohnung bzw. komplettes Haus agierendes TDA-System ist sinnvoll, um einen vollautomatischen Temperaturausgleich in allen Räumen zu gewährleisten. Über eine zentrale Steuerungseinheit werden dabei die in den verschiedenen Räumen angebrachten Temperaturfühler überwacht und intuitiv gesteuert. Kommt es in einem Raum zu einer spürbaren Temperaturveränderung aufgrund von Wärmeschichtung, wird die Drehfrequenz des dort angebrachten Ventilators automatisch angepasst. So garantiert ein TDA-Set einen optimalen Wärmeaustausch in jedem einzelnen Raum des Hauses. Auch ein vollständiges Ein- und Ausschalten einzelner Ventilatoren in unterschiedlichen Räumen ist mithilfe des Systems möglich. So sind die Belüftungsgeräte beispielsweise nur in Betrieb, wenn ein Raum auch tatsächlich genutzt wird. Dadurch spart ein TDA-System nicht nur Heizkosten, sondern kann auch den Stromverbrauch der angesteuerten Ventilatoren und Lüfter optimieren.

In den Sommermonaten ist zur Kühlung der Räumlichkeiten die manuelle Einstellung des TDA-Systems möglich. Das Steuerungsmodul lässt sich durch simples Umschalten als stufenloser Drehzahlregler verwenden. Somit ist ein ganzjähriger Nutzen für Sie möglich. Durch das zurücknehmend klare Design der bei creoven verfügbaren TDA-Ventilatoren der Serie Nordik erhalten Sie einen dreiflügeligen Klassiker in Weiß, von dem Sie jahrelang profitieren. Ebenso eignet sich die Reihe Vourdries zum Anschluss an TDA-Module. Der Lüfter ist in Weiß, Schwarz und Silber erhältlich und für den industriellen und gewerblichen Bereich (ohne Schutzklasse) geeignet.

Einsatzmöglichkeiten TDA-System

Werkshalle
TDA-Ventilatoren setzt dort an, wo andere Ventilatoren zu schwach sind: in hohen Wohn- und Wirtschaftsbereichen ab 2,60 m Deckenhöhe. Selbst Montagehallen über zehn Meter Höhe stellen ihnen keine Herausforderung dar. Größte Flächen werden mit dem Anschluss mehrerer Ventilatoren an ein Kontrollgerät belüftet.

Wir empfehlen TDA-Ventilatoren für:
  • Lagerhallen
  • Verkaufs- und Präsentationsräume
  • Werkstätten und Montage
  • Sport- und Freizeithallen
  • kulturelle Eventräume
  • Altbauzimmer, Villen etc. mit Decke über 2,60 m
  • wenn selbsttätige Belüftung notwendig ist


Beim optimalen Einsatz von Deckenventilatoren zur Wärmerückgewinnung kommt es auf die Raumhöhe und auf die Grundfläche des Raumes an. Der Durchmesser der eingesetzten Ventilatoren muss individuell auf den Raum abgestimmt werden, damit die Wärmesensoren die Temperatur optimal erfassen, kontrollieren und den Wärmeaustausch individuell steuern können. Auch die Positionierung und der Abstand der Ventilatoren untereinander muss berücksichtigt werden, damit sie die gesamte Fläche erfassen.
⇒ Zum Artikel "Ventilatoranzahl (Größenberechnung) für TDA-System"

Zum bestmöglichen und gesetzlich konformen Betrieb spielt auch der Verwendungszweck ihrer Räumlichkeit eine Rolle. In Arbeitsbereichen wie dem Lagerraum darf die zimmerwarme Luft laut Arbeitsstättenverordnung - Punkt Raumluftgeschwindigkeit nicht über 0,2 m pro Sekunde beschleunigt werden. Diese Vorgabe ist über Steuergeräte zu lösen, damit Arbeiter nicht unzumutbarer Zugluft ausgesetzt werden. Wird das Prinzip der Wärmerückgewinnung effektiv eingesetzt, kann damit eine spürbare Heizkostenersparnis erreicht werden.


Enormes Sparpotential

Geldschein im Wind
Berechnungstipps und Beispiele zu Heizkosten in Hallensystemen im creoven Blog!
Das Geld liegt in der Luft - damit es nicht verfliegt, sparen Sie Ihre Heizkosten!

Steigende Rohstoffpreise sorgen in den vergangenen Jahren für eine entsprechende Zunahme der Heizkosten. Egal ob Öl, Gas oder Strom - der zusätzliche Energiebedarf in hohen Räumen geht ganz besonders ins Geld. Ein TDA-System kann der stetig wachsenden Abrechnung einen Riegel vorschieben. Durch die intuitive Messung der Raumtemperatur und den daraus resultierenden optimalen Temperaturaustausch kann die zum Heizen aufgewendete Energie reduziert werden, da bereits geringere Energiemengen für ein ausreichendes Heizergebnis sorgen. Ist die Größe des über das TDA-System gesteuerten Ventilators oder des Lüfters optimal auf den Raumumfang abgestimmt, können die Heizkosten in den Wintermonaten langfristig um bis zu 30 Prozent reduziert werden. Selbst in einem Neubau mit Wärmedämmung ist noch eine Kosteneinsparung über 20% möglich! Auf dieses Ergebnis verweist eine Studie der Universität Stuttgart (Forschungsgesellschaft Heizung Lüftung Klimatechnik), bei der in zwei baugleichen Hallen Untersuchungen mit und ohne TDA-System durchgeführt wurden. Auch die Betriebskosten einer fest installierten Lüftungsanlage können mithilfe der automatischen Steuerung durch das TDA-System langfristig merklich gesenkt werden.

Bedenken Sie nicht nur die messbare Einsparung von Strom, Gas etc., sondern auch die Vermeidung von schimmelbedingten Sanierungsarbeiten und Wertverlust aufgrund von Feuchtigkeit und Temperaturdifferenzen. Außerdem kommt ein Plus an Wohnkomfort bzw. im gewerblichen Bereich eine angenehmere Atmosphäre für Ihre Gäste hinzu. Sie und Ihre Besucher fühlen sich im gleichbleibend warmen Raum deutlich wohler - zusammengenommen sehr bemerkenswerte Ergebnisse bei der vergleichsweise niedrigen Erstinvestition in ein TDA-System.

Kurze Zusammenfassung TDA-Systeme

Ob in Wohnräumen oder in gewerblich genutzten Hallen: emporragende Decken führen zu einem erhöhten Wärmebedarf. In den Wintermonaten wird dieser durch häufiges Nachheizen aufrechterhalten, denn bereits erwärmte Luft zieht schnell nach oben an die Zimmerdecke ab. Die unteren Bereiche bleiben oftmals -und trotz laufender Heizung - im Kalten. Neben ungemütlich hohen Heizkosten kann die sogenannte Wärmeschichtung empfindliche Lebensmittel und andere Lagerware erheblich beeinträchtigen. Für niedrige Räume bis zu 2,60 m Wandhöhe lassen sich Deckenventilatoren im Rückwärtsgang (Winterbetrieb) einsetzten, die mit speziell eingestellten Flügeln die warme Luft wieder zurück an den unteren Wohnbereich drücken. Der Luftmassenaustausch setzt eine thermodynamische Gesetzmäßigkeit in Gang: den Energieausgleich bis zu einer vollkommen homogenen Innentemperatur.


Messbar wärmer durch Ventilator-Rückwärtsgang (in niedrigen Wohnbereichen)

Doch wird die Distanz von Zimmerdecke zu Aufenthaltsbereich zu groß, ebbt der Luftstrom auf halbem Weg ab. Temperatur-Differenz-Ausgleichs Systeme haben eine stärkere Power als herkömmliche Deckenventilatoren und erreichen mit der Luftrückführung auch Bereiche weit über der Deckenhöhe von 2,60 m. Sogar Hallen mit gewölbter Kuppel über zehn Metern Höhe können mit TDA-Modellen gleichmäßig durchlüftet werden. Ein weiterer Vorteil ist der automatische Betrieb ohne menschliche Kontrolle. Das System misst über zwei Sensoren den Wärmeunterschied zwischen oberer und unterer "Luftetage". Ist eine ungünstige Entwicklung messbar, reagiert das Steuerungsmodul selbstregulierend mit dem Betrieb des TDA-Deckenlüfters. Der Ventilatorlauf stellt sich ohne menschliches Zutun beim optimalen Ergebnis wieder ein und startet erneut, wenn die Sensoren eine Temperaturverschiebung melden. Dadurch ist das TDA-Lüfter punktgenau und nur im Bedarfsfall im Einsatz. Damit sind TDA-Modelle regulärer Ventilatortechnik an Effizienz und Luftleistung überlegen. Die geringen Montage- und Betriebskosten für ein TDA-System machen sich rasch bezahlt: Sie erreichen damit eine Heizkosteneinsparung von bis zu 30 % - und im Sommer nutzten Sie die Installation ganz regulär zum Kühlen. Das sind zusammengenommen mehrere schwergewichtige Vorteile bei nur einem Lüftungssystem!

Ob Sie beispielsweise mit Erdöl oder dem Kamin einheizen, spielt für die Anwendung der TDA-Geräte keine Rolle. Auch zur Ergänzung bestehender Luftanlagen und zur zentralen Wärmerückführung lässt sich die Technik anwenden. In weitläufigen Hallen sollten für ein besseres Lüftungsergebnis mehrere TDA-Ventilatoren verschaltet werden. Weitere Detailinfos erhalten Sie im creoven TDA-Kategorietext, ein Berechnungsbeispiel über Heizkosten speziell in Hallensystemen in unserem Blog.

Quelle:
http://www.baua.de/de/Themen-von-A-Z/Arbeitsstaetten/ASR/pdf/ASR-A3-6.pdf?__blob=publicationFile

Bildquellen:
Kletterhalle © frantic01010 - fotolia.com
Mechaniker © industrieblick - fotolia.com
Euroschein © webandi - https://pixabay.com, CC0 Public Domain
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