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Agieren statt Reagieren: Die neue Lüftungstechnologie von Halton

Bessere, noch stärker am tatsächlichen Bedarf orientierte Lüftung – und trotzdem geringere Kosten? Der Lüftungsspezialist Halton hat seine M.A.R.V.E.L.-Lüftungstechnologie in einer Weise weiterentwickelt, die richtungsweisend für die Installationen von Küchen in Gebäuden werden könnte.
17.05.2021

Die Mehrzonen-Installationen sind bei der Konzeption von Lüftungsanlagen in Profiküchen schon seit längerem Stand der Technik und als solche auch in der VDI 2052 – die Standardnorm in Sachen Lüftung – aufgeführt. Im Vergleich zu Büros oder Serverräumen ist in Großküchen der Bedarf an Lüftung in bestimmten Zeitfenstern nicht nur extrem hoch, sondern auch punktuell stark verteilt.

Mehrzonentechnik bei Lüftungsanlagen: Bei Mehrzonenanlagen wird für jede Zone einer Küche der Abluftstrom separat angepasst. Kochfeld, Speisenausgabe, Spülküche und Vorbereitung – dort entwickeln sich unterschiedliche Wärme- und Dampflasten. Um den Abluftstrom über den Küchengeräten der aktuellen Bedarfssituation rechtzeitig anpassen zu können, reagieren in den Lüftungsdecken und -hauben Sensoren schon im Vorfeld auf die aufsteigenden Küchendämpfe und fahren bei Bedarf den Betrieb hoch.

Halton geht mit seiner M.A.R.V.E.L.-Lüftung gleich mehrere Schritte weiter. Die beschriebenen Bereiche einer Profiküche werden von den Halton-Ingenieuren in noch feinere Zonen unterteilt. Große und kleine Kessel, Multifunktionsgeräte, Kippbratpfannen, Nudelkocher, Induktionsfelder oder Bain-Maries: Die Kochgeräte finden das Spiegelbild ihrer Nutzungszonen in der Lüftungsinstallation an der Decke. Drei bis vier Zonen pro Arbeitszeile sind bei einer Halton-Lüftung nicht ungewöhnlich, hinzu kommen Zonen über Kombidämpfern, Fritteusen und anderen Einzel-Geräten. Allein in der Garküche einer Gastronomie finden sich schnell einmal zehn Zonen mit divergierenden Ansprüchen an die Lüftung. Die intelligente Steuerung der M.A.R.V.E.L.-Lüftung von Halton steuert jede dieser Zonen einzeln.

Bedarfsgeregelte Lüftungssteuerung durch Algorithmus

Doch damit nicht genug: Das M.A.R.V.E.L.-System springt nicht erst an, wenn die Schwaden oben ankommen, sondern agiert vorausschauend. Spezielle Infrarot-Sensoren erfassen neben diversen Raumparametern das Kochfeld unter ihnen. Die Herausforderung der Halton-Entwickler bestand darin, eine Änderung der Küchengerätenutzung durch kleinste Anzeichen vorauszusehen. Bereits geringe Temperaturdifferenzen, wie sie etwa beim Ein- oder Ausschalten eines Kessels, der Beschickung einer Fritteuse oder beim Öffnen des Kombidämpfers entstehen, werden von den Sensoren erfasst.

M.A.R.V.E.L.

Inbetriebnahme einfach gemacht: Ganz neu ist auch die intelligente Klappenkalibrierung bei Inbetriebnahme der M.A.R.V.E.L.-Lüftung. Während klassisch Techniker rund drei Tage lang die Klappenstellung optimieren, benötigt die neue Steuerung im Selbstbetrieb für die gleiche Aufgabe etwa eine Stunde – dann ist schon die Feinabstimmung der Lüftungsklappen hergestellt. Damit kann der Zeitaufwand für die Inbetriebnahme wesentlich reduziert werden.

 

Je mehr Zonen, desto kürzere Amortisationszeit

 Die Folge all dieser intelligenten Anpassungen sind größtmögliche Kosteneinsparungen von bis zu 30 % im Vergleich zu einfachen Mehrzonenanlagen. Diese ergeben sich durch das besonders wirtschaftliche Betreiben der Anlage mit einer reduzierten Heiz- bzw. Kühlleistung sowie geringerer elektrischer Antriebsleistung, durch die Vorwegnahme der Lüftungssituation und das sofortige Abführen belasteter Luft sowie durch geringere Luftmengen, die unter anderem geringere Filterwartungskosten mit sich bringen.

Untersuchungen, die im Development-Center der Halton Group erfolgten, sowie Auswertungen von installierten Systemen haben gezeigt, dass sich die Amortisationszeit einer Lüftungsanlage mit zunehmender Anzahl an Zonen verringert. Dies zeigt sich in einer Verschiebung des Break-Even-Points in der Kostenrechnung, jenem Zeitpunkt also, ab dem die Netto-Einsparungen die eingesetzten Kosten überschreiten. Die Abbildungen zeigen, dass bei Einteilung der Garküche in zehn Zonen der Break-Even bereits nach 3,1 Jahren Betriebszeit erreicht ist. Über eine Betriebsdauer von 15 Jahren gerechnet ergeben sich damit Netto-Einsparungen die 5,3-mal über der Investitionssumme liegen. Richtet man dagegen nur vier Lüftungszonen ein, so wird der Break-Even-Point erst nach 4,3 Jahren, erreicht und die Einsparungen über 15 Jahre betragen „nur“ das 3,4-fache der Anschaffungskosten.

Für Green Building interessant und vom Gebäudeenergiegesetz gefordert

Mit seiner Neuentwicklung ist Halton richtungsweisend in der Branche. Werden für ein Gebäude DGNB- oder Leads-Zertifikate angestrebt, so lässt sich mit der Planung einer bedarfsgerechten Lüftung die Energiebilanz der Anlage bis auf wenige Abweichungsprozent im Vorfeld genau ermitteln, ganz so, wie es für den Erhalt der Zertifikate vorgeschrieben ist. Die Energieeinsparungen der Anlage fließen begünstigend in die Zertifizierung ein.

Doch damit nicht genug: Das neue Gebäudeenergiegesetz (GEG) fordert in § 67 sogar explizit die Ausstattung neuer Lüftungsanlagen mit Einrichtungen zur selbsttätigen Regelung der Volumenströme in Abhängigkeit von thermischen und stofflichen Lasten oder in Abhängigkeit von der Zeit. Das GEG vom 08.08.2020 ist erst zum 1.11.2020 in Kraft getreten. Es umfasst inhaltlich den Umfang von EnEG, EnEV, und EEWärmeG und setzt diese Gesetze gleichzeitig außer Kraft.

Systeme der neuesten Generation von M.A.R.V.E.L. verfügen über eine Cloud basierende Datenerfassung und Auswertung. Dies ermöglicht dem Anlagenbetreiber einen permanenten Zugang zum System. Betriebszustände werden kontinuierlich aufgezeichnet und ausgewertet. Damit lässt sich die Anlage permanent durch Einstellungen von Schaltpunkten optimieren und warten. Softwareupdates lassen sich leicht aufspielen.

M.A.R.V.E.L.-Lüftungstechnologie

Das M.A.R.V.E.L.-Lüftungssystem ist das Flaggschiff des High Performance Kitchen-Konzepts (HPK) von Halton. Es handelt sich um die erste tatsächlich intelligente, reaktionsschnelle und vollkommen bedarfsgesteuerte Anlage, die speziell für Küchenhauben und -decken entwickelt wurde.

Die Abkürzung M.A.R.V.E.L. steht für „Model-based Automated Regulation of Ventilation Exhaust Levels (modellabhängige automatische Abluftregelung)

Im Vergleich zu Systemen ohne die Möglichkeit der Lüftungsklappenkalibrierung ist der Luftstrom bei dem M.A.R.V.E.L. System entscheidend niedriger:

Die relevanten Merkmale der M.A.R.V.E.L-Lüftungsinstallation:

  • Automatische Systemkalibrierung (Klappenstellung) mit Luftmengenabgleich
  • Einzelgeräteüberwachung
  • Vorausschauende Regelung
  • Hinreichend Flexibilität in Bezug auf Erweiterungen
  • Händische Übersteuerung für kurzzeitigen Intensivbetrieb (über Taste oder Schalter)
  • Druckverlustoptimierung.

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