In der Planungsphase wurden von dem ausführenden Fachbetrieb, der SMB Gesellschaft für Automatisierungs-Technik mbH aus Nidda, verschiedene Möglichkeiten der Wärmeerzeugung diskutiert. Fest stand von Anfang an, dass die acht Meter hohe Halle sowie die Büroflächen über eine Fußbodenheizung beheizt werden sollen. Da ein Gasanschluss nicht vorhanden war, wurde zunächst über einen Ölkessel nachgedacht. Doch der Betreiber wollte eine wirtschaftlichere und umweltfreundlichere Alternative. Aufgrund der niedrigen Vorlauftemperaturen, die die Fußbodenheizung benötigt, bot sich ein VRV-Chiller an, der als luftgekühlter Kaltwassersatz auf der weltweit erprobten und bewährten VRV-Technologie von Daikin basiert.
Hohe Betriebssicherheit mit drei unabhängigen Wärmeerzeugern
Für die zu beheizende Fläche von 3 200 m2 Industriehalle und 600 m2 Büros wurde bei einer Außentemperatur von 12 °C ein Wärmebedarf von 160 kW errechnet. Der Wärmebedarf wird mit drei unabhängigen VRV-Chiller-Systemen mit je 75 kW maximaler Heizleistung gedeckt, die jeweils als gesplittete Version geliefert wurden. Das hat den Vorteil, dass die drei Hydromodule, die die Wärme übertragen, im Innern aufgestellt werden können. So sind die Inneneinheiten vor Frost geschützt und ein Frostschutzmittel wird nicht benötigt. Das verbessert zusätzlich die Wärmeabgabe und die Außeneinheiten sind mit den Inneneinheiten lediglich durch eine Kältemittelleitung verbunden. Dadurch können auch die Pumpen deutlich kleiner ausgelegt werden, da ein Wasser-Glykol-Gemisch eine deutlich geringere Viskosität aufweist.
Die drei Wärmeerzeuger ermöglichen eine hohe Betriebssicherheit: sollte ein System ausfallen, können die beiden anderen Systeme problemlos weiter betrieben werden. Alle drei Systeme sind an einen gemeinsamen Pufferspeicher angebunden. Dieser dient zugleich als hydraulische Weiche und ermöglicht damit auf einfachste Weise den Zusammenschluss der Wärmepumpen.
Hohe Wirtschaftlichkeit und bis zu 33 Prozent weniger CO2-Emissionen
Die Wirtschaftlichkeit des VRV-Chillers im Vergleich zu einer Ölheizung wurde während der Planungsphase überschlägig errechnet. Zugrunde gelegt wurden die Marktpreise aus dem 2. Quartal 2013. Für einen Nutzer mit einem Standardstromtarif von 19 ct/kWh ergeben sich ca. Betriebskosten von 22 500 Euro bei einer angenommenen Laufzeit von 2 000 Stunden in der Heizperiode. Mit dem Energieträger Heizöl entstehen für die gleiche Nutzung Betriebskosten von 26 500 Euro, bei einem Energiepreis von 7,5 ct/kWh.
Da der VRV-Chiller 2/3 seiner Energie aus der regenerativen Energiequelle Luft gewinnt, schneidet er auch bei der CO2-Bilanz deutlich besser ab. Im Vergleich zu einer Ölheizung emittiert der VRV-Chiller 33 Prozent weniger CO2 und im Vergleich zu einer Gasheizung 14 Prozent weniger CO2-Emissionen.
Intelligente Regelung und Ansteuerung
Ein sehr wichtiger Bestandteil des Konzepts ist die Regelung. Diese wurde seitens der SMB Gesellschaft für Automatisierungs-Technik projektiert und mit Komponenten von Siemens realisiert. Die Wärmeerzeugung für die unterschiedlichen Heizkreise für Büro und Halle wird damit intelligent geregelt. Die Wärmepumpen werden abhängig von Außentemperatur, Raumtemperatur, Uhrzeit und aktuell anstehender Last in verschiedenen Stufen angesteuert. Alle nötigen Einstellungen, die zur Steuerung und Visualisierung notwendig sind, werden über ein Bedienpanel vorgenommen. Auf diesem werden die einzelnen Komponenten im Heizkreis und die Daten und Zustände während des Betriebs übersichtlich angezeigt. So lassen sich die einzelnen Stufen und bei Bedarf auch alle VRV-Chiller einzeln aktivieren und deaktivieren. Die Grundeinstellungen der Heizkreise für Halle und Büro können über die Regelung ebenfalls vorgenommen werden. Dazu gehören das Festlegen der Zeiten für den Tag- und Nachtbetrieb, die Temperaturabsenkung für den Nachtbetrieb und die Solltemperaturen für die beiden Heizkreis-Vorläufe.
Sollte ein Serviceeinsatz notwendig werden, wird auch dies angezeigt. Nach Abschluss des Serviceeinsatzes müssen keine weiteren Schritte eingeleitet werden, die Wärmepumpen gehen automatisch wieder in den Heizbetrieb.
Alle Vorteile der Inverterregelung in einem Kaltwassersatz
Der invertergeregelte VRV-Chiller passt seine Kühl- bzw. Heizleistung beständig an die eingestellte Temperatur im Wasseraustritt an und sorgt dadurch für hohen Komfort und Energieersparnis, auch die Häufigkeit des Ein-/Ausschaltens wird deutlich reduziert. Der Inverter verkürzt die Anlaufzeiten des Systems, wodurch die gewünschte Raumtemperatur schneller erreicht wird. Sobald die eingestellte Temperatur erreicht ist, stellt der Inverter sicher, dass diese Temperatur konstant aufrechterhalten wird. Das Einsparpotenzial der Invertertechnikzu herkömmlichen Systemen kann aufgrund der genannten Vorteile bis zu 30 Prozent betragen, ein Wert, der sich aus praktischen Erfahrungen ergeben hat in einer Vielzahl von Anwendungen. Das System arbeitet in einem großen Temperaturbereich von 15 °C bis +43 °C Außentemperatur. Aufgrund des Inverter-Kompressors und der Inverter betriebenen Lüfter läuft das System besonders leise.
Einfache Installation und flexible Anwendungsmöglichkeiten
Der Einsatz eines VRV-Chillers ist vor allem dann sinnvoll, wenn mit der VRV-Technologie kaltes oder warmes Wasser erzeugt werden soll und wenn eine tatsächliche Leistungsregelung zwischen 0 und 100 Prozent erreicht werden muss, dies ist mit direkt verdampfenden Systemen nur mit sehr hohem Aufwand erreichbar.
In der Standardversion erhält der Kunde ein Plug-and-play-System. Das bedeutet,dass nach dem Anschluss der Rohrleitung und dem Auflegen der benötigten Spannungsversorgung das System sofort betriebsbereit ist und ein Eingriff in den Kältemittelkreislauf nicht nötig ist. Die Parametrierung des internen Reglers kann durch das installierende Fachunternehmen erfolgen. Durch die kompakte Bauweise benötigt das System nur eine geringe Aufstellfläche. Die VRV-Technologie macht den Chiller besonders flexibel für viele Einsatzbereiche: Neben der Komfortklimatisierung (Heizen und Kühlen) eignet sich der VRV-Chiller auch für Prozessanwendungen und viele andere gewerbliche und industrielle Zwecke.-
René Ziebarth,
Senior Dealer Sales, Vertriebsbüro Frankfurt,Daikin Airconditioning Germany GmbH
