Luft und Wärme aus einem GerätDie zehn häufigst gestellten Fragen

Was ist bei der Auslegung von Luft­erhitzer-Anlagen zu beachten?
Zu empfehlen ist die Auslegung nach fünf Kriterien:

Heizlast (Wärmebedarf)
Selbstverständlich muss die Heizlast einschließlich der Lüftungswärmeverluste und gegebenenfalls der maschinellen Be- und Entlüftung gedeckt sein. Zu beachten sind die Wärme- und insbesondere die Lüftungsverluste, die durch Tore anteilig sehr hoch sein können.

Luftumwälzung (Luftwechsel)
Die Luftumwälzung (Gesamtluftvolumenstrom der Lufterhitzer dividiert durch den Rauminhalt) wird häufig mit dem Außenluft-Luftwechsel durcheinander gebracht. Die Luftumwälzung der Geräte sollte je nach Komfortwunsch (Temperaturverteilung) und Luftlenkjalousie zwischen 1,5 und 4,0 liegen. Wenn eine gute Luftumwälzung gewählt wird, so sichert dies eine gleichmäßige Temperaturverteilung im Raum.

Umluft-Lufterhitzer in einem Eisenbahn-Ausbesserungswerk, hier als Wandgerät.

Luftaustrittstemperatur
Die Luftaustrittstemperatur sollte 30 °C im Auslegungsfall nicht unterschreiten. Bei noch niedrigeren Ausblastemperaturen können Zugerscheinungen die Folge sein, insbesondere wenn die Luftlenkjalousie ungüns­tig gewählt oder eingestellt ist.
Hohe Ausblastemperaturen fördern die Temperaturschichtung in Hallen. Die Luftaustrittstemperatur sollte deshalb 50 °C(bei sehr hohen Hallen maximal 45 °C) nicht übersteigen.

Schalldruckpegel
Der zulässige Schalldruckpegel richtet sich nach der Raum- bzw. Gebäudeart und der Tätigkeit (Richtwerte dazu z. B. nach DIN EN 13779, VDI 2058 Blatt 3, DIN EN 15251).
Ausgelegt werden Lufterhitzer üblicherweise auf der unteren Drehzahlstufe (bei zweistufigen Geräten) oder mittleren Drehstufe (bei dreistufigen Geräten). Es emp­fiehlt sich dann im Extremfall, z. B. zur Aufheizung oder bei geöffneten Toren, die höhere Drehzahlstufe zu wählen.

Montagehöhe/Wurfweite
In den technischen Unterlagen ist für jedes einzelne Gerät die maximal zulässige Montagehöhe bei Deckenmontage angegeben. Die früher übliche Auslegung mittels Wurfweite wird kaum noch angewendet. Sie hat den entscheidenden Nachteil, dass die Wurfweite wesentlich von der Raumgeometrie und Einrichtung der Halle beeinflusst wird. Außerdem gewährleistet sie keine gleichmäßige Beheizung, wenn z. B. zu wenige Geräte installiert sind. Insoweit kann die in den technischen Unterlagen angegebene Wurfweite nur ein grober Richtwert sein.

Lufterhitzer in einem Verbrauchermarkt.

Können Lufterhitzer mit Niedertemperaturanlagen (Brennwertkessel/Wärmepumpe) eingesetzt werden?
Einer Vorlauftemperaturregelung oder auch einem Betrieb bei Niedertemperaturanlagen steht nichts im Wege. Die Wärmetauscher sollten dann jedoch mit einer großen Bautiefe gewählt werden, sodass eine möglichst hohe Ausblastemperatur und Leistung erreicht wird. Außerdem ist darauf zu achten, dass der Luftstrom die Personen nicht direkt anbläst. Wird eine Person mit einem Luftstrom von unter ca. 30 °C angeblasen, so empfindet sie diesen als kalt.
Lufterhitzer können auch ohne Weiteres bei Wärmepumpen oder Brennwertkesseln Verwendung finden. Die entsprechenden Leis­tungsangaben für Niedertemperatur finden sich in den technischen Katalogen oder können auf Anfrage individuell ermittelt werden.

Luftverteilung in einem Raum bei unterschiedlicher Montage: einmal als Wandgerät einmal als Deckengeräte.

Darf die installierte Leistung der Lufterhitzer höher als die Kesselleistung sein?
Ja. Sollte der Kessel überfordert sein, so sinkt die Vorlauftemperatur, bis die Wärmeleistung des Kessels und die Leistung der Geräte übereinstimmen. Dieser Zustand tritt sehr häufig morgens beim Aufheizbetrieb ein, wenn plötzlich im gesamten Gebäude auf Tagbetrieb umgeschaltet wird.

Welche Ausblasjalousie ist zu empfehlen?
Die Ausblasjalousie richtet sich ganz stark nach der Montageart und dem Einsatzbereich. Werden Lufterhitzer unter der Decke montiert, so empfiehlt sich eine Lösung, die speziell für diese Anwendungsfälle konzipiert ist. Es gibt aber auch Auslässe (z. B. „KaMAX“ von Kampmann), die als Drallauslass die Luft horizontal verteilen und in der vertikalen Stellung zum Induktionsauslass werden. Eine geringe Temperaturschichtung von wenigen zehntel K pro m sind möglich. Je nach Komfortanspruch sind verschiedene Verstellmöglichkeiten bis hin zur automatischen, differenztemperaturabhängigen Verstellung möglich.
Eine ähnliche Funktion mit hohem Induktionsanteil hat die Induktionsluftlenkjalousie für Wandmontage.
Je nach Montagehöhe bieten sich Standard-Luftlenkjalousien, Verteilerschirme oder auch der Luftverteiler in vier Richtungen an. Dieser wird in manchen Fällen jedoch zu hoch montiert. Die Folge ist eine starke Temperaturschichtung und ungenügende Luftumwälzung in der Aufenthaltszone. Die maximale Montagehöhe dieses Luftverteilers beträgt je nach Gerätegröße zwischen 3,5 und 4,5 m. Grobe Faustregel: Seitenausblas nicht über 4 m.

Welchen Abstand dürfen Lufterhitzer haben?
Der Montageabstand richtet sich nach der Gerätegröße und ergibt sich aus der Luftumwälzung. Wird eine passende Luftumwälzung gewählt und die Geräte gleichmäßig in der Halle verteilt, ergibt sich automatisch ein Montageabstand, der für eine hinreichende Temperaturverteilung sorgt.

Welcher Wärmetauscher ist der richtige?
Die sehr leichten Kupfer-Aluminium-Wärmetauscher eignen sich für den normalen Heizbetrieb.
Ist mit einer starken Verschmutzung zu rechnen, sind stahlverzinkte Wärmetauscher zu empfehlen. Diese sind wesentlich widerstandsfähiger und können ohne Probleme mit Hochdruckreinigern oder Dampfstrahlgeräten gereinigt werden.
Für die Spezialanwendungen mit hohen Temperaturdifferenzen gibt es sogenannte Kreuz-Gegenstrom-Wärmetauscher oder für den Dampfbetrieb spezielle Dampf-Wärmetauscher.

Wand- oder Deckenmontage - Was ist besser?
Wenn die Wahl zwischen beiden Montagearten besteht, ist die Deckenmontage zu empfehlen. Denn sie minimiert die Temperaturschichtung deutlich.

Wann müssen Lufterhitzer mit Außenluftanschluss (Mischluft-Geräte) eingesetzt werden?
Diese Frage lässt sich pauschal nicht beantworten. In der Regel ist in der Baugenehmigung festgelegt, ob eine mechanische Be- und Entlüftung vorzusehen ist. Wird sie gefordert, so findet man in der Regel auch einen Bezug zu einer Norm bzw. eine konkrete Angabe über den vorzusehenden Luftaustausch.
Die Hintergründe für die Forderung von Behörden nach einer mechanischen Be- und Entlüftung können vielschichtig sein. Unzureichende natürliche Belüftungsmöglichkeit, Forderung der Arbeitsstätten-Richtlinie, ggf. auch unter Einhaltung von MAK-Werten (maximale Arbeitsplatz-Konzentration), sind nur einige der Punkte.

Je nach Position des Lufterhitzers im Raum gibt es passende Ausblasjalousien, die die Luft in den Aufenthaltsort der Menschen bringen.

Drehstrom- oder Wechselstrom-Ventilatoren?
In Deutschland werden fast ausnahmslos Drehstrom-Ventilatoren eingesetzt, die sich durch eine größere Laufruhe auszeichnen. Im europäischen Ausland kommen oft Wechselstrom-Motoren zur Anwendung.
Für den besonderen Einsatz in Räumen, in denen Explosionsschutz gefordert ist, können ex-geschützte Ventilatoren eingesetzt werden. In Kfz-Werkstätten oder -Waschhallen müssen nicht zwingend ex-geschützte Geräte eingesetzt werden. Vorgaben hierzu findet man in der Regel in der Baugenehmigung.

Außenluftansaugung über Dach mittels Dachdurchführung und Regenhaube.

Wie viele Lufterhitzer dürfen/können an einen Stufenschalter angeschlossen werden?
Standard-Lufterhitzeranlagen werden mit einem Stufenschalter und Raumthermostat, gegebenenfalls mit Schaltuhr eingesetzt. Bewährt haben sich Lösungen, bei denen die Temperatur von zentraler Stelle aus, z. B. vom Meisterbüro, verändert werden kann. Über den Raumthermostat wird dann die Lufterhitzeranlage im Zwei-Punkt-Betrieb geregelt.
Sehr oft werden auch Drehstrom-Luft­erhitzer mit sogenannten 5-Stufen-Drehstromschaltgeräten ausgestattet. Hierbei wird über einen Trafo die Spannung reduziert und so die Drehzahl angepasst.
Da Anlagen mit Außenluft-Beimischung oft mit einer Mindest-Außenluftrate betrieben werden müssen, ist eine kaskadierte Raum-Zuluft-Temperaturregelung mit Zuluft-Minimalbegrenzung unerlässlich. Diese Regelstrategie, verbunden mit einer stetigen, wasserseitigen Ventilregelung, erreicht die erforderliche hohe Regelgüte zur Vermeidung von Zugerscheinungen bei permanentem Ventilatorbetrieb.   
Stufenlose, stetige Regelungen sind unüblich. Die teilweise (insbesondere aus dem Ausland) angebotenen, einfachen Phasen-Anschnittregelungen sind nicht empfehlenswert. Sie verursachen in vielen Fällen im unteren Drehzahlbereich äußerst störende Geräusche. In seltenen Fällen werden Frequenzumrichter eingesetzt.
Ein Parallelbetrieb von Lufterhitzern richtet sich nach der Gerätegröße und dem Schaltvermögen. Bei Trafo-Drehstromsteuerungen können zwei bis elf Geräte, bei einfacheren Stufenschaltern fünf bis zwanzig Geräte an ein Schaltgerät angeschlossen werden. Wichtiger als die Schaltleistung ist allerdings, die Regelgruppen so zusammenzustellen, dass die Hallen entsprechend den Anforderungen gleichmäßig beheizt werden.

Autor: Dipl.-Ing. Hermann Ensink, Prokurist bei Kampmann GmbH, Lingen

Bilder: Kampmann GmbH

www.kampmann.de