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Projekt "multivariate (=richtig smarte) Lüftungssteuerung"

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  •  cain
2.12.2023 - 11.1.2024
60 Antworten | 6 Autoren 60
8
68
Liebe Community!

Nach 2 Wintern im neuen Haus und dem 3. vor der Tür mache ich mir Gedanken um die "bestmögliche" Raumluftqualität.

Aber was heißt "bestmöglich"?

1.) Es gibt einen Temperaturbereich, der als "behaglich" empfunden wird (wohl für jede/n etwas anders :) )
2.) Es gibt passend zur Raumtemperatur einen Luftfeuchtebereich, der als behaglich empfunden wird - sagen wir der Einfachheit halber 40-60% rel. Feuchte.
3.) Es gibt eine maximale CO2 Konzetration, (auch als Indikator für andere Luftverunreinigungen) die als "frische Luft" empfunden wird. Nennen wir hier mal als Obergrenze 1000ppm, die Untergrenze orientiert sich an der Außenluft mit 400ppm.

Für Punkt 1 ist die Heizung zuständig, bleiben die Punkte 2 und 3.

Hier habe ich, was meine aktuelle Marktkenntnis anbelangt, ein Problem mit fertigen Lösungen:
- Es gibt "fixed speed" Lüftungsanlagen bzw. solche, die vom Nutzer im Luftdurchsatz gesteuert werden
- Es gibt CO2 geführte Regelungen, die versuchen einen oder mehrere CO2-Sollwerte einzuhalten.

Mit Blick auf die 3 Kriterien behaglicher Raumluft ist eine reine CO2-Zielwertregelung m.E. aber nicht immer sinnvoll, denn:
- im Winter würde ein (CO2 bedingt hoher) Luftdurchsatz zum übermäßigen Absinken der rel. Luftfeuchte führen, wenn z.B. wenig gekocht wird.
- im Sommer würde ein rein CO2-geführter Luftaustausch zu einem übermäßigen Anstieg der relativen Luftfeuchte führen.
(Enthalpiewärmetauscher und Luftbefeuchter mal außen vor gelassen...)

Es muss jedoch nicht stur auf einen möglichst geringen CO2-Gehalt hingeregelt werden, denn innerhalb der Spanne von 400ppm - 1000ppm (oder 800ppm bei höchster Raumluftgüte nach Norm) gibt es eine Spanne, welche es erlauben würde, andere Parameter einfließen zu lassen.

Beispiel:
- Die Steuerung erfasst Temperatur, rel. Luftfeuchte und CO2 Gehalt.
- Es gibt einen Mindestluftdurchsatz (z.B. Luftwechsel zum Feuchteschutz wenn untertags niemand im Haus ist
- Es gibt eine maximalen Luftdurchsatz (z.B. Auslegungsfall für die Anlage)

So, jetzt regeln wir:

1.) CO2 Sensor in Abluft (oder Einzelraum bei weniger loftigen Grundrissen) misst die CO2 Konzetration.
2.) Lüftung wird per 0-10V Ausgang gemäß jeweiliger CO2-Konzetration angesteuert. Im einfachsten Fall nehmen wir mal eine Geradengleichung mit y = kx+d an, wobei d der Mindestluftwechsel ist.
3.) Gleichzeitig wird rel. Luftfeuchte der Abluft erfasst.
4.) Sinkt die Luftfeuchte unter 45%, so bekommt die Regelung aus Pkt. 2 einen Dämpfungsfaktor, umso stärker, je weiter die Feuchte unter den 45% liegt.
5.) Im Sommer könnte die Luftfeuchte auch ansteigen, also nehmen wir für Luftfeuchten > 60% ebenfalls einen Dämpfungsfaktor: Desto höher die rel. Feuchte über 60% liegt, desto geringer die Lüfterdrehzahl.
7.) Damit es hier nicht zu einem falschen Alarm kommt (z.B. feuchte Badluft) könnte noch die Raumtemperatur erfasst werden. Steigt diese ebenfalls an, so liegt's am schwülen Wetter draußen, sodass der Dämpfungsfaktor wirksam wird.

Nun haben wir eine Lüftungssteuerung, die innerhalb der Parameter Luftfeuchte versucht, die geringstmögliche CO2- Konzentration zu liefern.
(Jetzt könnte man noch hinzufügen, dass CO2 Konzentration über 1000ppm wiederum die Dämpfungsfaktoren außer Kraft setzt... das muss man dann wohl in der Praxis erproben, ob die Grenzen je nach Gebäudenutzung in die eine oder andere Richtung ausgereizt werden)

Warum das Ganze?
Weil für mich persönlich Raumluft mit 23°C, 50% rel. Feuchte und 800ppm CO2 angenehmer ist als Raumluft mit 23°C, 30% rel. Feuchte und 500ppm CO2.

Danke für alle, die bis hierher durchgehalten haben! :D

Nun zu meinen Fragen:
- Gibt es soetwas schon am Markt?
- Falls nicht, kann das mit einer TA UVR 16x2 realisiert werden? Von der Hardwareseite müsste es möglich sein, die UVR unterstützt Temp. und Feuchtesensoren und über den 4-20mA Eingang kann ein CO2 Sensor eingebunden werden. Der 0-10V DC Ausgang wäre prima für die Lüftersteuerung geeignet.
Aber schafft das Ding auch softwaretechnisch die modulierten Steuerkurven abzubilden? (Ich hab' mich in das TAPPS2 noch nicht eingelesen)

Ich freue mich über Feedback und Kommentare, auch, wenn sich das obige dann als Blödsinn herausstellen sollte!

Danke & LG
Aaron

 

  •  Pedaaa
  •   Gold-Award
2.12.2023  (#1)
ich würd auch noch die Außenluft-Feuchte+Temp. erfassen.
Damit kannst du dann alles perfekt nach Wunsch und Bedarf regeln.

Also folgende Sensorik wäre notwendig:

Abluft:
- CO2 
- Kombisensor rel/abs Feuchte + Temp.

Außen(Frisch)luft:
- Kombisensor rel/abs Feuchte + Temp.

das reicht im Prinzip.
Damit kannst du alles perfekt regeln.
Im Besten fall auch noch den Bypass damit bedarfsgerecht ansteuern. (das kann z.B. bei Geräten mit Enthalpietauscher zeitweise Sinn machen)
Kontrollfreaks können auch noch die Zuluftwerte erfassen.

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  •  Altromondo
  •   Bronze-Award
2.12.2023  (#2)
Wenn im Winter CO2 zu hoch und Luftfeuchtigkeit zu niedrig ist kann man das mit Lüftung allein nicht regeln, oder?

Oder wenn im Sommer CO2 zu hoch ist und Luftfeuchtigkeit zu hoch...

Ich denke mit nur CO2 Regelung und im Winter Feuchterückgewinnung und im Sommer nicht sollte man ziemlich alles erschlagen...


 


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  •  stechnik
13.12.2023  (#3)
Servus Anton
Du hast dir schon sehr viel richtig überlegt. Was du vor hast, ist nicht ganz simpel. Du solltest die Feuchtegrade innen und aussen berechnen, also die Menge Dampf pro Menge trockener Luft, denn dieser Wert ändert sich nicht beim Durchströmen des Wärmetauschers.

Dann gibt es drei verschiedene Arten von Lüftung: Mit Beipass (oder Fenster auf), mit Wärmetauscher oder mit Enthalpiewärmetauscher. Alle drei Lüftungsverfahren führen zu einer unterschiedlichen relativen Zuluftfeuchtigkeit und -Temperatur. Rotationswärmetauscher sind je nach Drehzahl des Rotors eher Wärmetauscher oder eher Enthalpiewärmetauscher .

Es ist durchaus richtig, dass ein Zielklimafenster anstelle eines fixen Punktes den Energiebedarf senkt. Es ist auch richtig, dass man im Winter einfach zwischen Wärmetauscher und Enthalpiewärmetauscher hin- und herschalten kann, je nachdem ob die Feuchtigkeit innen zu hoch oder zu tief ist. Solange man deutlich heizt, wird der Feuchtegrad innen stets höher sein als aussen, d.h. Lüften trocknet je nach Verfahren einfach mehr oder weniger. Lüftungsgeräte mit Rotationswärmetauscher, die dies beherrschen gibt es viele am Markt.

Aber die Frage ist ja nach der optimalen Steuerung. In der Zwischensaison und im heiztechnischen Sommer wird es nicht mehr so eindeutig, es kann aussen wärmer sein und bezüglich Feuchtegrad trockener oder feuchter.

Wir von Schwab Technik haben einen Algorithmus namens Xerovent entwickelt, welcher genau dieses Problem löst. Gedacht ist er eher für nicht beheizte oder temperierte Räume, da dann die Zeitspanne viel grösser ist, wo die nicht eindeutigen Klimaverhältnisse herrschen. Für voll beheizte Räume haben wir das noch nicht ausprobiert.

Die Idee ist, dass man innerhalb des Ziel-Klimafensters den feuchtemässig optimalen Punkt ermittelt. Hat man als Grenzen nur relative Feuchte und Temperatur ist dies der Punkt mit der höchsten Temperatur und der niedrigsten relativen Feuchte.

Anschliessend ermittelt der Algorithmus für die drei Lüftungsarten, welche am meisten zum Erreichen des optimalen Klimas beiträgt. Zum Feuchteschutz lüftet man mit dem vorhandenen Verfahren, welches den grössten Nutzen aufweist, solange ein positiver Nutzen verfügbar ist. Aus anderen Gründen (CO2, VOC, PM, Radon…) lüftet man analog, nimmt aber auch negative  Nutzen aus Sicht des Feuchtschutzes in Kauf. Erst wenn das Zielklimafenster nicht erreicht werden kann, werden Heizungen, Befeuchter, Klimaanlagen oder Entfeuchter zugeschaltet. Eine Art Wärmetauscher mit Beipass ist sehr empfohlen, es funktioniert aber auch mit nur einer Lüftungsart.

So wird der Energieeinsatz minimiert. In der Zwischensaison ist es möglich, mit warmer Aussenluft zu heizen. Das bringt keine riesigen Wärmemengen, aber in der Zwischensaison braucht man die auch nicht. Und COP Werte von Heizen mit Lüften sind eigentlich i.d.R. zweistellig. Wenn es ohne Wärmepumpe geht, ist es besser zu lüften.

Wenn du so was selber mit Technische Alternative programmieren willst, stellen wir unter einer freien Lizenz eine Bibliothek zur Verfügung, welche das Berechnen der Basiswerte wie Feuchtegrad und Enthalpie übernimmt.
https://github.com/stechnik/xerolib

Wir sind auch offen, gegen Gebühr den Algorithmus zur Verfügung zu stellen.

Die Kommunikation mit dem Lüftungsgerät würde ich allerdings über Modbus erledigen, das können fast alle Lüftungsgeräte.

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  •  berhan
  •   Gold-Award
13.12.2023  (#4)
Ich habe es bei mir mit meinem Lüftungsgerät LG350 mit EWT so geregelt 
1. Fixspeed 100m³/h am Tag 200m³/h in der Nacht, bei mehr als 740 ppm CO2 regelt die Anlage auf 300 m³/h hoch.
2. Im Sommer wird der Bypass wenn die Temperatur der Außenluft geringer ist, als die Abluft aktiviert. Zusätzlich kann der Bypass in Abhängigkeit der absoluten Luftfeuchtigkeit (Außenzu Innen) zur Senkung der Raumluftfeuchte gesteuert werden. 

Leider fehlt mir noch ein Kreuzwärmetauscher für die Übergangszeit, muss diesbezüglich einmal bei leitwolf anfragen, ich hoffe der ist günstiger als der EWT.

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  •  taliesin
  •   Gold-Award
13.12.2023  (#5)

Also man kann da natürlich beliebig viel Hirnschmalz reinwerfen, aber sinnvoller erscheint mir eine gezielte Belüftung der 'Verschmutzerquellen', damit sollten sich die Luftmengen stark reduzieren lassen.

Wenn also geduscht wird, muss nicht ganze Haus auf Vollgas gelüftet werden, es reicht die Abluft vornehmlich aus dem Bad zu entnehmen und die Luftmenge gleich zu lassen (oder nur leicht zu erhöhen). Mit Enthalpiewärmetauscher sollte das sogar zu einer (leichten) Befeuchtung der Zulufträume führen (Konzentrationsunterschied hoch).

Bei steuerbaren KWLs kann man extern (python script im NAS oder so emoji ) natürlich trotzdem ein Kennlinienfeld vorgeben, also etwa Zielwerte aus dem Produkt von CO2 und r.F. Dadurch ergeben sich bei niedriger r.F. höhere akzeptierte CO2-Werte und umgekehrt.

Entfeuchten ist ja sowieso nur in der warmen Jahreszeit relevant. In dem Zustand muss man miteinbeziehen, ob das Außenklima überhaupt zu einer Entfeuchtung beiträgt (abs. Feuchte).

PS: Eine UVR halte ich für diese Aufgabenstellung maximal für das Zweitbeste. Meine WS320 kann über modbus (Ethernet) gesteuert werden, jeder Rechner (z.B. Raspberry) kann das machen.

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  •  stechnik
14.12.2023  (#6)

zitat..
taliesin schrieb:
Also man kann da natürlich beliebig viel Hirnschmalz reinwerfen, aber sinnvoller erscheint mir eine gezielte Belüftung der 'Verschmutzerquellen', damit sollten sich die Luftmengen stark reduzieren lassen.

Das eine tun, und das andere nicht lassen. Gegen Hirn ist wohl nichts einzuwenden, gegen eine bedarfsgesteuerte Lüftung ebensowenig. Eine wichtige Verschmutzungsquelle ist Modergeruch, ein Stoffwechselprodukt von Schimmelpilzen, nachweisbar mit jeder Nase oder einem VOC-Sensor. Schimmelpilze lieben Feuchte. Und schon hat man den Zielkonflikt: Entfeuchten braucht Energie, Moder ist unerwünscht.

zitat..
taliesin schrieb:
Entfeuchten ist ja sowieso nur in der warmen Jahreszeit relevant.

Jein. Im statistischen Schnitt der Luftfeuchte schon. Aber Schimmel wachsen ja auf Oberflächen, nicht in der Luft. Gerade in Badezimmern, typischerweise in den Fugen sind Schimmelpilze ein Problem, obschon Badezimmer üblicherweise etwas wärmer beheizt werden als der Rest. Deshalb muss man auf die Oberflächenfeuchte regeln. Weil an besonders feuchten Stellen keine Feuchtesensoren funktionieren (sie korrodieren oder geben Kurzschluss wenn nass), misst man an den feuchtesten Stellen nur die Temperatur (in einem gekapselten Fühler). Den Feuchtegrad bestimmt man an einer trockeneren Stelle im selben Raum und berechnet daraus die Oberflächenfechte beim Temperatursensor.

Dafür hat es in der (kostenlosen) Schwab Technik Xerolib einen vorprogrammierten Baustein. Dieser berechnet aus einem Feuchtegrad und einer Temperatur die Oberflächenfeuchte. Den Feuchtegrad erhält man von einem handelsüblichen Kombisensor für relative Feuchte und Temperatur.

zitat..
taliesin schrieb:
PS: Eine UVR halte ich für diese Aufgabenstellung maximal für das Zweitbeste. Meine WS320 kann über modbus (Ethernet) gesteuert werden, jeder Rechner (z.B. Raspberry) kann das machen.

Der Raspberry kann das schon. Aber TA kann ebenfalls Modbus, sowohl Modbus TCP (via CMI) als auch das öfters anzutreffende Modbus RTU. Die Geräte von TA sind halt für eine Lebensdauer von 10 Jahren + ohne Updates gemacht. Die Stecker sind solide. Ein Gehäuse ist inklusive. Wenn sie kaputt gehen, kann man sie in Österreich einsenden und sie werden wenn möglich repariert. Es gibt eine Deutsch sprechende Hotline. TA verwendet in ihren Feuchtesensoren die neuesten Sensirion SHT4x Feuchtesensoren, die mit einer Vorschaltelektronik versehen sind, damit man übliche Kabellängen verwenden kann. Die Schnittstellen am Raspberry funktionieren offiziell bis etwa 20 cm Kabellänge. Wenn das Ziel etwas anderes ist als ein Bastelerlebnis, ist eine richtige SPS die bessere Wahl.


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  •  taliesin
  •   Gold-Award
15.12.2023  (#7)
Ich habe nichts gegen eine UVR, habe selber eine im Keller (inkl. backup), benutze sie aber nur noch als back- und frontend (über CAN), weil die 'Programmiersprache' einfach relativ schnell 'entartet', aber ich programmiere seit bald 40 Jahren und bin da vermutlich verwöhnter als der typische SPS-Nutzer emoji

Zu den Raspberries: Ich habe davon seit zumindest 5 Jahren ein paar bei mir im Dauerbetrieb (einer davon im Außenbereich!), ist noch keiner kaputtgegangen, auch keine SD-card und ich habe 2 Stk. in Reserve, Kosten pro Stk. 35€ (gebraucht wohlgemerkt). Wenn einer kaputt ginge, würde er ersetzt. Es gibt eine user community (auch Deutsch), die vermutlich zig-tausend Leute umfasst (lauter Bastler emoji )

zitat..
stechnik schrieb: Die Schnittstellen am Raspberry funktionieren offiziell bis etwa 20 cm Kabellänge. Wenn das Ziel etwas anderes ist als ein Bastelerlebnis, ist eine richtige SPS die bessere Wahl.

USB-RS485 eröffnet die Welt zu modbus-Sensoren fast ohne Distanzeinschränkung, natürlich auch CAN oder 1-wire. Kabellos gibt es ZigBee, EnOcean, WLAN, Lora, 433 und 866MHz mit allen mögliche Protokollen on-top, vermutlich noch viele, die ich nicht kenne. Also man kann mit Raspberries basteln, aber es geht auch durchaus halbwegs professionell. Klar würde ich keine mehrere Millionen schwere Industriemaschine damit steuern, aber für alle 10s mal einen Wert updaten aus 3 Messwerten?

Aber gerne jede wie sie will ...

zitat..
taliesin schrieb: halte ich für diese Aufgabenstellung maximal für das Zweitbeste.

... darum steht auch 'ich'.

zitat..
stechnik schrieb: Deshalb muss man auf die Oberflächenfeuchte regeln.

Da habt ihr euch etwas vorgenommen, wobei ich ja nichtmal genau weiß, was 'Oberflächenfeuchte' sein soll. Die Oberflächentemperaturen haben etwa eine 'Granularität' von 2cm, dann tritt Kondensat auf oder eben nicht.

Hier als Beispiel der (wohlgemerkt wärmebrückenfrei angeschlossene) Fensterrahmen in meinem Bad bei ca. -15°C Außentemperatur, da tritt an den dunklen Stellen Kondensat auf bei über 60% rel. Luftfeuchte im Raum. Also 'Oberflächenfeuchte' entweder 0 oder 100%?!


2023/20231215165525.jpg

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  •  stechnik
15.12.2023  (#8)

zitat..
taliesin schrieb:
Hier als Beispiel der (wohlgemerkt wärmebrückenfrei angeschlossene) Fensterrahmen in meinem Bad bei ca. -15°C Außentemperatur, da tritt an den dunklen Stellen Kondensat auf bei über 60% rel. Luftfeuchte im Raum. Also 'Oberflächenfeuchte' entweder 0 oder 100%?!

Relative Feuchte und Temperatur gehören immer zusammen. Nehmen wir an, zu den 60 % gehören 21 °C, dann liegen bei Normdruck ein Feuchtegrad von 9.32 g/kg trockene Luft vor. Umgerechnet auf die 13 °C der kältesten Stelle gibt das genau 100 % Oberflächenfeuchte. Bei der Oberflächenfeuchte kürzt sich der Luftdruck heraus, Kondensation wäre also auch in einer Alphütte der Fall. Aber schon bei einer Wandtemperatur von 16 °C liegen 82 % Oberflächenfeuchte vor, was locker reicht für Schimmelwachstum.

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  •  taliesin
  •   Gold-Award
15.12.2023  (#9)
Alles wahr, aber wie willst du auf 217499569 verschiedene 'Oberflächenfeuchten' regeln?

zitat..
stechnik schrieb: 82 % Oberflächenfeuchte

Definier doch bitte mal Oberflächenfeuchte?

Nebenbei bemerkt führt Kondensation nicht notwendigerweise zu Schimmelwachstum, hängt von ca. 1000 Faktoren ab. Eine stark poröse Kalkputzschicht mit Sumpfkalk gestrichen wird man ziemlich lange betauen können ohne mit Schimmel konfrontiert zu sein, kaum schmiert man Dispersionsfarbe drüber ist der Schimmel vorprogrammiert.

Sorry, dass das jetzt ein wenig offtopic ist, aber ich will ein wenig damit klarstellen, dass beliebig viele Daten (und dazugehörige Algorithmen) nicht notwendigerweise ein besseres Ergebnis, das es ja auch erst zu definieren gilt, ergeben.

Um noch etwas Konstruktives einzuwerfen, für 'multivariate Regelungen' kann man auch in Richtung fuzzy rules denken, damit kann man zum Beispiel eine 'angenehme Luftfeuchtigkeit' als Trapez modellieren.


https://www.researchgate.net/publication/308275147/figure/fig2/AS:408514691387399@1474408900571/Trapezoidal-fuzzy-number.pngBildquelle: https://www.researchgate.net/publication/308275147/figure/fig2/AS:408514691387399@1474408900571/Trapezoidal-fuzzy-number.png
Will man sie in Abhängigkeit der Temperatur, geht das natürlich auch als Fläche (also X=Feuchte, Y=Temperatur, Z=boolean value für 'angenehm').

Mit solchen fuzzy bools kann man dann (fast) ganz normale boolsche Verknüpfungen machen, z.B.:

if not humidity_is_low(T) and CO2_is_high() then action

Es kommt dann zu keiner Aktion, wenn die Feuchte so gerade ausreichend hoch ist und der CO2 Gehalt nicht viel zu hoch ist.

So etwas gibt es fertig in z.B. python, siehe https://github.com/Python-Fuzzylogic/fuzzylogic/blob/master/docs/Showcase.ipynb

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  •  berhan
  •   Gold-Award
15.12.2023  (#10)
@cain sollte vielleicht bekanntgegeben welche Lüftungsanlage er verwendet bzw. verwenden will. Aufgrund seines Eingangspost vermute ich einen Gegenstromwärmetauscher. Je nach WT sind die Regelstrategien sehr unterschiedlich. Ansich sind die Möglichkeit eher eingeschränkt, im einfachsten Fall kann nur der Volumenstrom verändert werden, bei vielen Anlagen kommt noch ein Bypass hinzu. Bei einem Rotationswärmetauscher vielleicht noch die Drehzahl. Anlagen mit zwei unterschiedlichen WT in einer Anlage sind im EFH vermutlich eher selten, ebenso wie eine gezielte Belüftung, so wie es taliesin vorhat.

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  •  stechnik
16.12.2023  (#11)

zitat..
taliesin schrieb:
Alles wahr, aber wie willst du auf 217499569 verschiedene 'Oberflächenfeuchten' regeln?

Das ist nicht nötig. Die kälteste Stelle in einem Wohnraum ist meist dieselbe und meist ist es bei einem Fenster. Einmal ein Wärmebild im Winter reicht, die Stelle zu bestimmen.

zitat..
taliesin schrieb:
──────..
stechnik schrieb: 82 % Oberflächenfeuchte
───────────────

Definier doch bitte mal Oberflächenfeuchte?

Das haben andere schon für uns erledigt:
https://energytools.de/lexikon/oberflaechenfeuchte/

zitat..
taliesin schrieb:
Nebenbei bemerkt führt Kondensation nicht notwendigerweise zu Schimmelwachstum, hängt von ca. 1000 Faktoren ab. Eine stark poröse Kalkputzschicht mit Sumpfkalk gestrichen wird man ziemlich lange betauen können ohne mit Schimmel konfrontiert zu sein, kaum schmiert man Dispersionsfarbe drüber ist der Schimmel vorprogrammiert.

Völlig korrekt. Aber wenn man die ca. 78 % Oberflächenfeuchte an der kältesten Stelle nicht überschreitet, wird es im ganzen Raum nicht schimmeln, egal wie die Wand gestrichen ist. Sumpfkalk im Wohnraum ist heute die grosse Ausnahme weil es abfärbt.

zitat..
taliesin schrieb:
if not humidity_is_low(T) and CO2_is_high() then action

Es kommt dann zu keiner Aktion, wenn die Feuchte so gerade ausreichend hoch ist und der CO2 Gehalt nicht viel zu hoch ist.

Kann man machen, "richtig smart" gemäss Threadstarter ist es nicht. Einerseits stehen üblicherweise mindestens zwei Aktionen zur Verfügung: Aus, Ein, Ein mit Beipass. Andererseits zeigt es sich, dass zum Feuchteschutz auch innerhalb des Komfortklimas gelüftet werden sollte. Denn je wärmer und trockener es ist, desto geringer die Oberflächenfeuchte wenn es tags darauf kälter oder feuchter wird.

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  •  taliesin
  •   Gold-Award
16.12.2023  (#12)

zitat..
stechnik schrieb: Das haben andere schon für uns erledigt

Ok, also die relative Luftfeuchte bei der Oberflächentemperatur.

zitat..
stechnik schrieb: Deshalb muss man auf die Oberflächenfeuchte regeln.

Dann ist das ja exakt das Selbe, wie auf die relative Luftfeuchte zu regeln, ohne dabei die Taupunkttemperatur zu unterschreiten. Dann versteh ich die ganze Magie nicht mehr emoji
Man kann ja auch schlecht einen Temperatursensor am Glasrand im Fenster montieren.

zitat..
stechnik schrieb: Kann man machen, "richtig smart" gemäss Threadstarter ist es nicht

Das war ja nur das einfachst-mögliche Beispiel, im Link gibt es ein Beispiel zur Heizlüftungssteuerung (HVAC), wo man mehr Möglichkeiten (z.B. mehr Lüftungsstufen) sieht.

zitat..
stechnik schrieb: Sumpfkalk im Wohnraum ist heute die grosse Ausnahme weil es abfärbt.

Auch hier ging es nur darum 2 Extreme darzustellen.

Zusammendfassend habe ich das jetzt so verstanden:
1. man misst die Raumtemperatur (an einer rel. kühlen Stelle)
2. man misst die Luftfeuchte (wo es nicht zu feucht ist)
3. man errechnet die max. erlaubte Raumfeuchte, so dass der Taupunkt an der kältesten Stelle nicht erreicht ist.
4. man versucht soviel zu lüften, dass diese Raumfeuchte nicht überschritten wird.

Aber bei einer halbwegs normal laufenden Lüftung hast in einem halbwegs normal gedämmten Haus im Winter sowieso kein Kondensat, so wenig kann man ja fast nicht lüften (also mit einer KWL KWL [Kontrollierte Wohnraumlüftung]), weil ja gerade wenn es draußen kalt ist (und die Wärmebrücken besonders auffallend sind), die Außenluft so trocken ist, dass es eher zu trocken im Haus wird.

Vermutlich reden wir eh vom Selben, ich dachte nur ich hör' etwas Neues emoji


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  •  Pedaaa
  •   Gold-Award
16.12.2023  (#13)
denke das ist übertrieben... es reicht eine recht simple Logik.
Im EFH mit KWL KWL [Kontrollierte Wohnraumlüftung] lüftet man im Winter in der Regel sowieso "zu viel". Es ist dann ohnhin eher zu trocken, als zu feucht.

Simple Logik wäre:

CO2-Sensor in die Abluft:
ist CO2 hoch -> mehr Lüften
ist CO2 gering -> weniger Lüften
in der Nacht -> standard-Luftmenge fahren, weil ein zentraler CO2 Sensor ist ungeeignet für konzentrierte, nächtliche CO2 Mengen in den Schlafräumen.
Alternative:
Einzelraum-Luftverteilungs-Klappen und/oder zusätzliche CO2 Sensoren in den Schlaufräumen.

Feuchte-Sensor in die Abluft,
und Feuchte-Sensor in die Außenluftansaugung:
wenn rel.F Innen zu hoch UND Außen abs.F < als Innen-abs.F -> mehr Lüften
wenn rel.F Innen zu gering UND Außen abs.F < als Innen-abs.F -> weniger Lüften
wenn rel.F Innen zu gering UND Außen abs.F > als Innen-abs.F -> mehr Lüften

mit Enthalpie-Tauscher:
zusätzlich den Bypass für Feuchte-Regelung öffnen, wenn es die Innen/Außentemp-Diff zulässt.
Also z.B. 
wenn rel.F Innen zu hoch UND Außen abs.F < als Innen-abs.F -> mehr Lüften + Bypass öffnen (wenn nicht zu kalt draußen)

Und weil C02 und Feuchte Logik ja teilweise gegeneinander arbeiten können:
dazu müssten Grenzwerte eingebaut werden, wo dann die Lüftung trotz einer Anforderung z.B. nicht mehr höher raufregeln darf.

Zusätzliche Punkte:
- evtl. per Präsenzmelder im Klo und/oder Bad -> Lüftungsrate erhöhen.
- Küchen-Dunstabzugsschalter koppeln -> Lüftungsrate auf höchste Stufe stellen

Weiters bin ich ja auch absoluter Befürworter und Fan von KWL KWL [Kontrollierte Wohnraumlüftung]-Systemen mit integrierter Entfeuchtung für den Sommer, wenn Flächen-Kühlung (FBH, od. Decke/BKA) vorhanden ist.
Und das lässt sich dann aber ohnehin einfach regeln -> wenn zu feucht -> Entfeuchter einschalten. fertig ;)

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  •  leitwolf
  •   Gold-Award
16.12.2023  (#14)
Sehr interessanter Thread, da ich mich mit dem Thema schon über viele Jahre beschäftige. Die Problematik besteht hauptsächlich darin, dass man mit wachsender Anzahl der Räume für jeden Raum einen nutzungsentsprechenden Volumenstrom zur Verfügung stellen muss, auch wenn dieser Raum nur beispielsweise 6 Stunden pro Tag oder vielleicht pro Woche genutzt wird.

Bei einem Haus mit nur einem Aufenthaltsraum wären für 4 Personen bei Anwesenheit ca. 120 m³/h ausreichend, bei Abwesenheit nur ca. die Hälfte. Mit diesem Volumenstromeinstellungen können die beiden Luftqualitätsparameter (CO2, Feuchte) in einem angenehmen Bereich gehalten werden. Je nach Klima auch ohne Feuchterückgewinnung oder andere aktive Maßnahmen.

Je mehr Räume vorhanden sind, desto höher wird der benötigte Volumenstrom. Dieser liegt im EFH Bereich meist zwischen 160 und 260 m³/h. Mit diesem Volumenstrom verlassen die Feuchtewerte im Winter und Sommer den Behaglichkeitsbereich. Aus diesem Grund wird der Einsatz von Feuchterückgewinnung im EFH fast schon zu einem Muss. Im Sommer wird man insbesondere bei flächengekühlten Häusern (BKA) nur mit Feuchterückgewinnung allein (kann im umgekehrten Effekt die Außenluft auch etwas trocknen) an Grenzen stoßen.

Will man die Behaglichkeits- und Luftqualitätskriterien ganzjährig einhalten, dann gibt es derzeit zwei Möglichkeiten:

1.) geschoß-/zonen-/raumweise Lüftungssteuerung:
ermöglicht die Verringerung des Gesamt-Luftvolumenstroms ohne dass sich die Luftqualität verschlechtert (im besten Fall sogar in den gerade belegten Räumen verbessert), gleichzeitig wird die Raumluftfeuchte nicht extrem trocken oder extrem feucht.

2.) sommerliche Entfeuchtung:
insbesondere bei BKA BKA [Betonkernaktivierung] bzw. Flächenkühlung steigt die rel. Feuchte über die Behaglichkeitswerte an ("feuchtes Kellerklima"). Durch Entfeuchtung der Zuluft und/oder der Umluft (deutlich leistungsfähiger und unabhängig vom Zuluftvolumenstrom) kann das sommerliche Innenraumklima deutlich verbessert werden.

@Pedaaa
unsere Beitrage sind etwa gleichzeitig entstanden, wir kommen aber erwartungsgemäß zum gleichen Schluss.

2
  •  taliesin
  •   Gold-Award
16.12.2023  (#15)

zitat..
leitwolf schrieb: wir kommen aber erwartungsgemäß zum gleichen Schluss.

... eh ich auch emoji

zitat..
Pedaaa schrieb: Weiters bin ich ja auch absoluter Befürworter und Fan von KWL KWL [Kontrollierte Wohnraumlüftung]-Systemen mit integrierter Entfeuchtung für den Sommer

Wobei ich mir da immer denke, dass eine Klimaanlage zusammen mit der PV (mit ihrem Sommerhügel) vermutlich der einfachere und ev. auch effektivere (nicht effizientere) Weg sein sollte, weil die Zuluftvolumina ja begrenzt sind.




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  •  Pedaaa
  •   Gold-Award
16.12.2023  (#16)

zitat..
taliesin schrieb: Wobei ich mir da immer denke, dass eine Klimaanlage zusammen mit der PV (mit ihrem Sommerhügel) vermutlich der einfachere und ev. auch effektivere

ja, "einfacher" ists vielleicht mit Split-Klima, stimmt.
Die Effizenz dürfte aber laut meinen Messungen sehr ähnlich ausfallen.
Wo die KWL KWL [Kontrollierte Wohnraumlüftung] integrierte Variante aber klar gewinnt, ist beim Komfort:
- nicht zu sehen (weder im Haus, noch außen)
- nicht zu hören
- nicht zu fühlen (Luftzug)
- und eine gleichmäßigere Verteilung im Haus ist auch möglich, ohne z.B. gleich  5-6 Innengeräte zu benötigen.

Also die Toolbox zur perfekten Lüftung, sieht aus meiner Sicht so aus:

- CO2 Sensor (min. 1 Stk)
- Feuchtesensoren (min. 2 Stk)
- Enthalpietauscher
- evtl. Bypass (Nützlichkeit ist aber limitiert)
- evtl. Klappen für Einzelraumregelung (als einfache Variante z.B. nur Wohnzimmer nachts, abstellen, oder drosseln)
- evtl. aktive Entfeuchtung, wenn Flächenkühlung vorhanden ist


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  •  taliesin
  •   Gold-Award
16.12.2023  (#17)
Bin jetzt nicht am letzten Stand, aber du hast keine Umluftklappe, oder?

Mit der Klima holst dir halt auch Kühlung, aber das ist eine andere Sache.

1
  •  Pedaaa
  •   Gold-Award
16.12.2023  (#18)

zitat..
taliesin schrieb: aber du hast keine Umluftklappe, oder?

nein, (noch) nicht.

In Gedanken ist aber schon eine Klappe fürs nächtliche Wohnzimmer-drosseln nachgerüstet 😂

genauso eine Umluftbeimischung für die aktive KWL KWL [Kontrollierte Wohnraumlüftung] Entfeuchtung/Kühlung.

Ob ich das aber jemals wirklich umsetze steht auf einem andern Blatt. 😉 Spätestens in der Pension dann aber wirklich 😇


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  •  stechnik
18.12.2023  (#19)

zitat..
taliesin schrieb:
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stechnik schrieb: Deshalb muss man auf die Oberflächenfeuchte regeln.
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Dann ist das ja exakt das Selbe, wie auf die relative Luftfeuchte zu regeln, ohne dabei die Taupunkttemperatur zu unterschreiten. Dann versteh ich die ganze Magie nicht mehr

Im Rahmen unserer Xerovent-Regelung fliesst die Oberflächenfeuchte bloss als obere Begrenzung ein. Solange man darunter ist, hat sie keinen Einfluss.

Wenn man den Taupunkt unterschritten hat, dann ist es für optimales Schimmelwachstum schon zu feucht, die wachsen ja nicht unter Wasser. Deshalb ist die Oberflächenfeuchte besser geeignet. Etwas ähnliches erreicht man, wenn man die Taupunkttemperatur minus eine Marge rechnet, die ist dann aber temperaturabhängig zwischen 2–4 °C

Das Ganze hat nichts mit Magie am Hut sondern mit Thermodynamik.

zitat..
taliesin schrieb:
Zusammendfassend habe ich das jetzt so verstanden:
1. man misst die Raumtemperatur (an einer rel. kühlen Stelle)
2. man misst die Luftfeuchte (wo es nicht zu feucht ist)
3. man errechnet die max. erlaubte Raumfeuchte, so dass der Taupunkt an der kältesten Stelle nicht erreicht ist.
4. man versucht soviel zu lüften, dass diese Raumfeuchte nicht überschritten wird.

Die ersten zwei Punkte stimmen. Das ganze Verfahren zu beschreiben sprengt deutlich den Rahmen eines Forenthreads. Grundsätzlich arbeitet unser Xerovent mit Vektoren in einem zweidimensionalen Raum aufgespannt durch Temperatur und relativer Feuchte. Ein Vektor führt vom Raum-Ist-Klima zum idealen Klima. Ein anderer vom Ist-Klima zum Klima, welches durch Lüften mit der jeweiligen Methode angestrebt wird. Als Methoden verstehen wir Wärmetauscher, Enthalpie-Wärme
1. Gelüftet zum Feuchteschutz wird mit der Methode mit dem grössten Nutzen
2. Gelüftet zum Feuchteschutz wird nur, wenn die nützlichste Methode einen positiven Nutzen hat. Positive Skalare bedeuten "nützlich", negative "schädlich".
3. Muss aus Gründen der Luftschadstoffe (CO2, VOC, Staub, Radon) gelüftet werden, lüftet man mit der Methode mit dem grössten Nutzen, auch wenn dieser negativ ist.

Dieses Verfahren ist echt multivariant, denn es fliessen Temperatur und Feuchte ein und als Ausgabe hat man einen Analogwert, den man direkt mit der Ventilatordrehzahl verknüpfen kann. Eine Reduktion der relativen Feuchte kann durch eine Temperaturerhöhung erzielt werden oder durch ein Belüften mit trockener Luft (bezogen auf Taupunkt/Feuchtegrad). Wenn das ideale Klima vom Raumklima aus gesehen feuchter ist, beurteilt Xerovent die Lüftungsmethoden im Hinblick auf ihre Nützlichkeit zum Befeuchten.


zitat..
Pedaaa schrieb:
denke das ist übertrieben... es reicht eine recht simple Logik.

Ist eine smarte Logik erst mal erfunden, macht es wenig Sinn, veraltete Logik zu verwenden. Oder benutzt heute noch jemand Windows 95, weil es mit weniger Quellcode auskommt und seine Entwicklung weniger Mannstunden in Anspruch nahm als seine Nachfolger?

zitat..
Pedaaa schrieb:
Feuchte-Sensor in die Abluft,
und Feuchte-Sensor in die Außenluftansaugung:
[…]
wenn rel.F Innen zu gering UND Außen abs.F > als Innen-abs.F -> mehr Lüften

Gute Ansätze! Klingt aber nicht gerade einfach, die Temperatur ist ja noch aussen vor. Wie stark und mit welcher Methode lüfte ich denn, wenn zwar die relative Feuchte innen zu gering ist, aber die Temperatur ebenfalls? Fenster auf würde schnell befeuchten, aber die Temperatur ginge noch weiter runter. Der Wärmetauscher vermindert den Temperaturverlust, verhindert ihn aber nicht. Dafür kommt dann je nach Feuchtegrad fast genau so trockene Luft rein.
Was, wenn die Feuchte innen gerade im erlaubten Bereich ist? Eine Tabelle, die alle Fälle abdeckt, wird schnell unübersichtlich. 

Ferner führen Vergleiche (<>) in Reglern wie in Paedaaa's simplem Vorschlag zu sprunghaftem Verhalten, was wegen der Geräuschentwicklung bei Lüftungen unerwünscht ist.


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  •  taliesin
  •   Gold-Award
18.12.2023  (#20)

zitat..
stechnik schrieb: Das ganze Verfahren zu beschreiben sprengt deutlich den Rahmen eines Forenthreads.

Naja, waren ja schon relativ viele Worte von dir, aber es geht hier ja um feuchte, warme Luft, so gesehen emoji


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  •  taliesin
  •   Gold-Award
18.12.2023  (#21)

zitat..
berhan schrieb: Leider fehlt mir noch ein Kreuzwärmetauscher für die Übergangszeit, muss diesbezüglich einmal bei leitwolf anfragen, ich hoffe der ist günstiger als der EWT.

Würdest du dann 2x im Jahr umbauen?


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