Beim Kochen wird viel Energie verbraucht. Doch nur ein Teil davon fließt in die Zubereitung von Speisen, der Rest wird als Wärme in den Raum freigesetzt. Die warme Küchenluft – angereichert mit fetthaltigen Aerosolen, Geruchsstoffen und Wasserdampf – ist nicht nur unhygienisch und im Sinne der Arbeitsschutzvorschriften ungeeignet, sondern im wahrsten Sinne des Wortes auch brandgefährlich. Wer gewerbliche Küchen plant, trägt daher eine hohe Verantwortung. Denn im Falle eines Schadens – handele es sich um einen Brand oder einen Verstoß gegen das Baurecht oder das Bundes-Immissionsschutzgesetz– wird er in der Regel zur Verantwortung gezogen und nicht der Betreiber.
Bereits bei einer Gesamtanschlussleistung von über 25 Kilowatt aller Wärme und Feuchte abgebender Geräte ist gemäß DIN EN 16282-1 beziehungsweise VDI 2052 eine maschinelle Be- und Entlüftung erforderlich. Alle anderen Küchen müssen zumindest mit einem Abluftsystem ausgestattet sein. Dabei fallen unter den Begriff „gewerbliche Küche“ alle Küchenarbeitsplätze in Gebäuden, in denen Arbeitnehmer versicherungspflichtig beschäftigt sind. Dies reicht von eher kleinen Küchen in Ganztagsschulen und Kindertagesstätten, über Kantinen, Restaurant- und Hotelküchen bis hin zu Großküchen von Dienstleistern, Mensen und Krankenhäusern.
Wie maschinelle Küchenlüftung mit Wärmerückgewinnung funktioniert
Die in der Küche verwendeten Geräte beziehungsweise deren Emissionen von Wärme und Wrasen (dichter Dunst) bestimmen den Bedarf an Zu- und Abluft in einer Küche. Dies sind stündlich 100 bis 120 Kubikmeter pro Quadratmeter Raumfläche. Die Luftbilanz muss ausgeglichen sein. Grundsätzlich muss bei der Ausführungsplanung eine detaillierte Berechnung nach VDI 2052 beziehungsweise DIN EN 16282 durchgeführt werden. Dabei sind die Luftmengen für Spül- und Kochgeräte getrennt voneinander zu betrachten und auszulegen.
Im Sinne des Gebäudeenergiegesetzes und der Ökodesign-Richtlinie muss eine maschinelle Küchenlüftung mit einer Wärmerückgewinnung ausgestattet werden. Ein speziell für den Küchenbetrieb ausgestattetes Zentrallüftungsgerät kann bis zu rund 90 Prozent der Wärme zurückgewinnen. Dies trägt dazu bei, langfristig und nachhaltig die Betriebskosten zu senken. Gleichzeitig gilt, dass Zu- und Abluft aus hygienischen Gründen strikt getrennt werden müssen. Bei begrenzter Aufstellfläche ist daher ein raumlufttechnisches (RLT) Gerät erforderlich, das diese Vorgaben auf möglichst kleiner Fläche erfüllt.
Für den Wärmerückgewinn sind grundsätzlich zwei Technologien möglich:
Der Kreuzstromwärmetauscher
Wolf
Der Kreuzgegenstrom-Plattenwärmetauscher wird bei hohen Volumenströmen eingesetzt, wenn das Ziel lautet, die Investitionskosten zu minimieren. Im Gegensatz zu einem einfachen Kreuzstromwärmetauscher verläuft die Luftführung der Zu- und Abluft nicht nur über Kreuz, sondern gleichzeitig gegeneinander. Die Wärmeübertragung erfolgt nach allen vier Seiten und ist damit weitaus höher als bei einem einfachen Kreuzstromwärmetauscher. Es werden Rückwärmzahlen zwischen 80 und 90 Prozent erreicht.
Das Hochleistungs-Kreislaufverbundsystem (HKVS)
Wolf
Auch diese Technik hat zum Ziel, die Betriebskosten nachhaltig und deutlich zu senken, ist aber technisch aufwändiger als ein Kreuzstromwärmetauscher. Zwischen die beiden Plattentauscher der Zu- und Abluft ist ein separates, Sole-basiertes Kreislaufverbundsystem geschaltet. Die warme Abluft durchströmt die Register des Abluftsystems und überträgt die Wärme dort auf den Sole-Kreislauf des Flüssigkeitsverbundsystems. Die Sole transportiert die Wärme zu dem zweiten Wärmetauscher im Zuluftgerät und überträgt sie auf die Küchen-Zuluft.
Im Hinblick auf die fetthaltigen Aerosole sind die Lamellenabstände innerhalb der Wärmetauscher mit 3,5 Millimeter relativ groß gewählt – bei einem RLT-Gerät für ein Bürogebäude beträgt der Abstand in der Regel 2,5 Millimeter. Trotz der weiten Abstände beläuft sich die Rückwärmzahl auf bis zu 70 Prozent.
Wärmepumpe temperiert Zuluft
Neben dem Wärmerückgewinn kann die Zuluft zusätzlich mit Hilfe einer Wärmepumpe temperiert werden. Schließlich muss in gewerblichen Küchen die Raumlufttemperatur mindestens 18 Grad Celsius betragen und darf im Rahmen des betrieblich Möglichen 26 Grad Celsius nicht überschreiten. Ausgenommen sind jahreszeitlich bedingte Temperaturüberschreitungen gemäß den technischen Regeln für Arbeitsstätten (ASR A3.5). Laut VDI 2052 sollten zur Einhaltung der thermischen Behaglichkeit 32 Grad Celsius und eine absolute Feuchte von 16,5 Gramm pro Kilogramm nicht überschritten werden sowie eine relative Luftfeuchtigkeit von 30 Prozent nicht unterschritten.
Die Wärmepumpen für RLT-Anlagen werden als dezentrale Systeme eingesetzt. Das bedeutet, dass der Energieaustausch direkt zwischen dem Wärmetauscher, in dem sich das verdampfende Kältemittel befindet, und dem zu konditionierendem Medium erfolgt. Der Wärmetauscher wird dabei als Direktverdampfer bezeichnet. Das zu konditionierende Medium bei RLT-Anlagen für gewerbliche Küchen ist die Zuluft. Dabei ist Sorge zu tragen, dass die Verfügbarkeit des RLT-Gerätes im Abtaubetrieb nicht beeinträchtigt wird, um den Arbeitsschutz sicherzustellen. Deshalb wird zur Abtauung der Wärmepumpe eine elektrische Heizung vorgesehen.
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Erwin Hanzel ist Schulungsreferent Klima/Lüftung beim Heizungs- und Lüftungshersteller Wolf in Mainburg.
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Dennis Rösing ist Projektmanager Air Handling Units Gastronomie, Hotels und Filiallisten bei Wolf in Mainburg.
