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KWL und CO2

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  •  bts
  •   Gold-Award
24.10. - 9.11.2014
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22
Hallo!

Ich habe in meinem 13 m2 Büro ein bodennahes Zuluftventil in der Wand, durch das 42 m3/h fließen. Das ist recht viel, das ist mir bewußt, das soll jetzt aber nicht das Thema sein. Messung mit einfachem Equipment, aber selbst wenn es nur auf +/-25 % stimmt, sollte die Luftmenge für eine Person ausreichen.


2014/20141024151805.PNG

Das Ventil ist im Plan blau eingezeichnet, es ist schräg gegenüber der Tür, so daß die frische Luft durch den ganzen Raum muß. Ich messe die Luftqualität mit einem CO2-Meter, Wöhler CDL210, und beobachte ein seltsames Verhalten:

Fall 1: Bürotür offen, ich im Büro. Der CO2-Wert beträgt nach zwei Stunden ca. 600 ppm, also sehr schön.

Fall 2: Bürotür zu, ich im Büro. Der CO2-Wert beträgt nach 2 Stunden ca. 1000 ppm und steigt langsam weiter.
Die erste Erklärung, daß die Überströmöffnung unter der Tür zu klein wäre, kann nicht zutreffen, denn aus dem Ventil kommen nach 2 h trotz geschlossener Tür noch immer knapp 42 m3/h.

Die zweite Erklärung, daß sich die frische Luft aufgrund besonderer Strömungsverhältnisse ungemischt unter der Tür davonmacht, stimmt auch nicht, denn ein testhalber eingeschalteter Deckenventilator ändert nichts daran.

Habt Ihr Ideen, was da noch sein könnte?

Notfalls muß ich mal Rauchpatronen besorgen, um die Strömung zu visualisieren.


  •  Arling
24.10.2014  (#1)
Mal probiert die Bürotür nur anzulehnen bzw. einen kleinen Spalt offen zu lassen? Dann könnte man "die erste Erklärung" mit der Überströmöffnung definitiv abhaken. Oder war bei Fall 1 die Tür nicht sperrangelweit offen (wodurch ja auch Frischluft aus dem Vorraum eintreten sollte)?

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  •  bts
  •   Gold-Award
24.10.2014  (#2)
Gute Idee. Daß ich nicht draufgekommen bin. Jetzt kann ich die Überströmöffnung einmal als Begründung abhaken:


2014/20141024429637.JPG

...denn der CO2-Wert geht trotzdem nach oben.

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  •  2moose
  •   Gold-Award
24.10.2014  (#3)
Wnn die 42m³/h konstant bleiben, - dann bleibt eigentlich nur die Möglichkeit, dass der "unkontrollierte" Luftwechsel über die offene Tür effizienter ist als der mechanische Luftaustausch. Wie schauts mit dem Zu- Abluftverhältnis in pro Etage aus? Stellt sich in Fall eine Schichtung ein (abweichende CO2-Messwerte in 0,5 und 2m Höhe)?

Bei offener Tür kann das CO2 (schwerer als Luft) ungehindert abfließen und wird nicht so sehr (begünstigt durch die hohe Zuluftrate) "aufgemischt". Der Zuluftstrom erzeugt ja nen Sog um reisst Raumluft mit ... je höher die Luftgeschwindigkeit, umso mehr.
Ich würde den Auslass versuchsweise auf 2m Höhe raufziehen (2m langes 150er Polokal mit nem T-Stück auf jetziger Auslasshöhe) vor den Auslass stellen), die Luftmenge verringern und den Türspalt vergrößern, evtl. nen großquerschnittigen Überströmer in die Tür einbauen. Dann langsam (über Tage hinweg) die Luftmenge erhöhen und gucken, was passiert ... falls die Luft nicht schon bei geringer Menge ok ist. Wenn das funktioniert, Lüftungshochzug abkoffern und nen großflächigen Queller als Auslass setzen.

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  •  bts
  •   Gold-Award
25.10.2014  (#4)
Ich habe jetzt einmal ein paar Meßpunkte genommen und fotografiert:

1) Deckel vom Zuluftventil abgenommen und direkt am Ventil in drei verschiedenen Abständen gemessen:


2014/20141025272243.JPG

2) Raum-Mitte A, 3 Höhen:


2014/20141025875071.JPG

3) Raum-Mitte B, 3 Höhen:


2014/20141025793086.PNG

4) Türspalt


2014/20141025577235.JPG

Was mir auffällt: Direkt nach dem Zuluftventil vermischt sich die Luft innerhalb weniger Zentimeter mit der verbrauchten Luft. In Bodennähe ist die Luft besser als auf Kopfhöhe. Und die Zuluft verläßt keinesfalls unvermischt den Raum, weil ja am Türspalt über 800 PPM vorliegen.

@2moose: Zu- und Abluftverhältnis ist so, daß im OG und KG mehr Luft zugeführt als abgeführt wird. Im EG, wo das Büro als Zuluft-Raum ist, führe ich insgesamt mehr Luft ab. Ich kann jetzt noch versuchen, den Unterdruck auf der Außenseite der Bürotür zu steigern. Aber wenn das was helfen sollte, ist mir der Grund nicht klar, denn wenn 42 m3 vom Ventil in den Raum gehen, dann gehen sie bei der Tür auch raus.



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  •  2moose
  •   Gold-Award
25.10.2014  (#5)
Danke für die Messpunkte. Bestätigt die beiden Probleme "zu hohe Einströmgeschwindigkeit" und "Zuluft und Überströmung auf gleicher Höhe".
Scheint mir so zu sein, dass die Zuluft, gemischt mit der Raumluft in Bodennähe, ziemlich auf direktem Wegen den Raum wieder verlässt. Höher oben im Raum konzentriert sich die schlechte Luft, die an warmen Personen und Geräten entlang und wegen der FBH FBH [Fußbodenheizung]? aufsteigt ... und nimmer runter kommt.
So gesehen - wenn Du bei der hohen Luftmenge bleiben willst und diese nicht bloss eine Reaktion auf die schlechte Luft war - wärs sogar besser, das Tellerventil durch einen großflächigen Quellluftauslass zu ersetzen und die Überströmung nicht über den Türspalt zu machen, sondern entweder Zarge oben ausfräsen oder Überströmer in die Tür oder Wand einzubauen. So bildet sich am Boden ein relativ kühlerer Frischluftsee ... und diese Luft steigt dann an Dir auch und wirst davon eingehüllt. Die verbrauchte Luft geht oben über den Überströmer weg.
http://www.khdh.de/shop/Gelegenheiten/UEberstroemelement-TVB-400-mm.html

Den Türspalt solltest Du dann möglichst dicht machen.

Davor würde ich aber das Hochziehen der Zuluft ausprobieren, das wäre leichter umzusetzen.

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  •  bts
  •   Gold-Award
25.10.2014  (#6)
Zuluftventil unten ist sicher ungünstig, das hab ich jetzt auch erkannt. Dennoch muß da noch etwas anderes sein, denn
1) Sollten die 42 m3 Zuluft, die für den ganzen Raum ausreichen, nur den Bereich in Bodennähe verbessern, dann hätte ich in Bodennähe Außenluftqualität und nicht >800 PPM.

2) Es ist noch nicht geklärt, warum es bei offener Tür, wo ich noch immer 42 m3 durchs Ventil messe, viel besser ist. Am ehesten kann ich mir vorstellen, daß bei offener Tür ein Wirbel im oberen Türbereich Luft in den Raum bringt. Ich glaub, ich brauch wirklich mal eine Rauchpatrone, um das zu visualisieren. Wo bekommt man das Zeug?



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  •  2moose
  •   Gold-Award
25.10.2014  (#7)
1) Du hast einen Raum voller Luft mit >900ppm ... unter der Decke werden wohl über 1000ppm sein. Das Zeug reichert sich oben an und mischt sich mit Frischluft in Bodenbereich. Außenluftqualität würdest Du bei deutlich geringerer Einströmgeschwindigkeit und ohne Bewegung im Raum messen.
2) Doch, ist es. Bei offener Tür kann diese miese Luft oben raus und rel. gute Luft aus dem Gangbereich rein. Die Luftgüte erhöht sich allein durch den Eintrag der Gangluft, da die Zuluft dann gänzlich ungehindert bei der Tür rausströmt.

Dräger-Röhrchen
http://www.amazon.de/s/?ie=UTF8&keywords=dr%C3%A4ger+r%C3%B6hrchen&tag=hydraat-21&index=aps&hvadid=46077163337&hvpos=1t2&hvexid=&hvnetw=g&hvrand=14365138782397160898&hvpone=&hvptwo=&hvqmt=b&hvdev=c&ref=pd_sl_9pwohaywww_b/?ie=UTF8&tag=wwwenergiespa-21


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  •  bts
  •   Gold-Award
25.10.2014  (#8)
zu 1) Überzeugt mich nicht, weil da hast Du ja nicht berücksichtigt, daß es auch durch den Deckenventilator nicht besser wird.
zu 2) Ja, das hab ich mit Wirbel gemeint, also daß unten Luft rausströmt oben Luft rein.
Dräger-Röhrchen, ach so heißt das Zeug. Ist aber ziemlich teuer. Anfangs dachte ich an Räucherstäbchen, aber das kann ja nicht gehen, weil der Rauch heiß ist und sich schon deswegen bewegt.

...ich geh jetzt mal das ganze Haus durchmessen und schauen, wo wieviel Differenz ist.

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  •  2moose
  •   Gold-Award
25.10.2014  (#9)
1) Stimmt, den Ventilator hab ich verdrängt. Dann bleibt nur eine These: Der Türspalt ist so schmal, dass die größeren CO2-Moleküle hängen bleiben, während N2 und O2 durchpassen emoji

2) Es sollte Rauch sein, der sich lange hält ... möglicherweise gehts auch mit ner Nebelmaschine, falls in Deinem Bekanntenkreis jemand sowas hat.

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  •  leitwolf
  •   Gold-Award
26.10.2014  (#10)
Hallo bts, ein paar Fragen dazu:

Mit welchem Equipment hast du den Volumenstrom am Ventil gemessen (Auch professionelle Messtrichter zeigen bei Zuluft oft zu viel / zu wenig an)?

Wurde das CO2-Messgerät mit Außenluft kalibriert (Es sollte bei Außenluft ca. 400 ppm anzeigen)?

Im Büro bist nur Du (kein Haustier) und nur sitzend? Dein Körpergewicht (BMI musst Du nicht verraten)?

Welche CO2-Konzentration stellt sich nach ca. 3 Stunden ohne Öffnung der Innentür ein?

Unter Berücksichtigung einer Messunsicherheit (tatsächlicher Wert um 35 m³/h), einer erwachsenen Person >80 kg und leichter Tätigkeit (sitzend, manchmal stehend), einer nicht 100-prozentig optimalen Lüftungseffektivität (die gibt es in der Praxis nicht) wird sich der CO2-Wert bei 1000 - 1100 ppm einstellen. Also nicht ungewöhnlich.

Zur Theorie der Schichtung:
CO2 kann sich trotz höherer Dichte nicht am Boden sammeln, da es eine zu geringe Volumskonzentration im Raum hat (0,1 Vol%) und die natürliche Konvektion eine messbare Schichtung verhindert.


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  •  bts
  •   Gold-Award
26.10.2014  (#11)
@leitwolf: Anemometer der 30-Euro-Klasse auf einem ISO-Rohr. Die Rückwirkungen auf die Meßgröße sind geringer als erwartet, denn wenn man die Meßwerte fürs ganze Haus aufsummiert, dann liegen Zu- und Abluft normalerweise nur so 5-8 m3/h auseinander. Gestern bin ich sogar auf 0.5 m3 hingekommen, aber da war wohl Glück auch dabei. Im OG hab ich 50 m3/h Überschuß, im KG habe ich 19 m3/h Überschuß und im EG wird die überschüssige Luft im Bereich Küche/Essen abgesaugt.
CO2-Meter: Wöhler CDL210, kalibriert, es zeigt direkt am Ventil auch 416 ppm an. Im Büro bin nur ich, ~100. Nach 2 h ist das Büro ca. bei 1000 ppm, wie es weiter gehen würde, muß ich mal schauen, das CO2-Meter kann eh Meßreihen aufnehmen.

zitat..
leitwolf schrieb: wird sich der CO2-Wert bei 1000 - 1100 ppm einstellen. Also nicht ungewöhnlich.


1100 ppm ist nicht ungewöhnlich?? Die Grenzen sind natürlich willkührlich, aber man sagt doch, daß bei 1000 ppm die schlechte Luft beginnt und mein Wöhler ist per default so eingestellt, daß es bei 1000 ppm Alarm gibt.

Die Frage ist auch, warum es dann bei offener Bürotür besser wird. Meine Theorie wäre, daß bei geöffneter Tür nicht nur Zuluft aus dem Raum kommt, sondern auch Luft aus dem Vorraum ins Büro hineinkommt, also daß ein Wirbel entsteht.



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  •  leitwolf
  •   Gold-Award
26.10.2014  (#12)
Eine Ausgleichskonzentration von 1000 ppm stellt sich theoretisch ein, wenn eine Durchschnittsperson (ca. 70 kg) entspannt sitzt und die Außenluftrate 30 m³/h beträgt.

Da die CO2-Abgabe mit der metabolischen Rate und mit dem Körpergewicht steigt, die Lüftungseffektivität nicht 100% beträgt, ist auch ein CO2-Wert über 1000 ppm plausibel. Bei Werten über 1200 ppm würde ich allerdings misstrauisch werden, dass irgend eine Messgröße nicht stimmt.
Eine exakte Volumenstrommessung ist nur mit einem druckkompensierten Messtrichter möglich. Bei Abluftventilen funktioniert das auch mit Standard-Messtrichtern ohne Gleichrichter und ohne Druckkompensation recht gut.
Dass Du so genau hingekommen bist, kann natürlich auch Zufall sein. Die Volumenstromangaben der Lüftungsgeräte kann ich nur aus eigener Messpraxis sagen, stimmen auch nicht genau.

Bei offener Innentür findet ein relativ großer Luftaustausch durch natürliche Luftbewegungen mit dem Vorraum statt. Daher auch die niedrige CO2-Ausgleichskonzentration.

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  •  neoplan
4.11.2014  (#13)
? überdruck o unterdruck-System ?

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  •  bts
  •   Gold-Award
4.11.2014  (#14)

In den Zulufträumen Überdruck, in den Ablufträumen Unterdruck, oder was meinst Du mit der Frage?


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  •  neoplan
4.11.2014  (#15)
? überdruck = zuluftförderung ( vent +p in d energ.hülle ) / unterdruck = abluftförd.( -p ideh ) ? mehr als 1 förder-vent ?

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  •  bts
  •   Gold-Award
4.11.2014  (#16)
Zwei Ventilatoren, einer für Zuluft, einer für Abluft. Ich denk, das ist bei KWL KWL [Kontrollierte Wohnraumlüftung] im EFH eh ziemlich der Standard.



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  •  neoplan
4.11.2014  (#17)
? getrennt regelbar, sodass wahlweise gesamt-druck +p o -p ( gg Atmosphäre )?

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  •  bts
  •   Gold-Award
4.11.2014  (#18)
Getrennt regelbar, aber nicht nach Volumenstrom, sondern bloß Drehzahl. Es ist die Wernig G90-380.



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  •  bts
  •   Gold-Award
8.11.2014  (#19)
Übrigens - Leitwolf hatte recht, es stellt sich ein Gleichgewicht ein. Ich kann jetzt eine Meßreihe dazu zeigen:


2014/20141108956324.PNG

Um 11:50 habe ich das Büro betreten, die Tür geschlossen und bin 3 h drin geblieben. Innerhalb der ersten 80 Minuten steigt die CO2-Konzentration von 600 auf 1000 PPM an. In der restlichen Zeit ändert sie sich aber kaum noch. Die zweite interessante Erkenntnis: Nach Verlassen des Büros dauert es bei geschlossener Tür knapp 3 Stunden bis die Konzentration bei 500 PPM ist.

Für diesen Test habe ich die Luftmenge im Büro etwas reduziert, nämlich auf 38 m3/h. Und ich habe versucht, die Lüftungseffizienz zu heben, indem ich zum Lüftungsventil eine Beruhigungsstrecke gestellt habe, die - so die Hoffnung - eine weniger starke Vermischung mit der verbrauchten Luft begünstigt.



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  •  2moose
  •   Gold-Award
9.11.2014  (#20)
Schöne Auswertung - Demnach sind Du und Dein CO2 das Problem, nicht die Lüftung emoji

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  •  friiiiiii
  •   Bronze-Award
9.11.2014  (#21)
Zuluftventil & Überströmung - Was hast du für eine Zulufttemperatur? Wahrscheinlich unter Raumtemperatur...
Ich würde folgendes Probieren:
1: Das Zuluftventil Richtung Boden zukleben das die Zuluft nur nach Oben strömen kann...damit wird auch die Zuluftgeschwindigkeitcerhöht und du hast eine Bessere Vermischung der Zuluft mit der Raumluft.
2: die Querdichtung bei der Tür oben wegnehmen
Dann glaube ich sollte es passen...
Viel Erfolg

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