In Bottrop wurde von der Elmer Unternehmensgruppe 2012/2013 ein dreigeschossiges Bürogebäude errichtet, für das zwei Wärmepumpen das Heizen/Kühlen übernahmen. Um im Gebäudeinnern möglichst viel nutzbare Fläche zu behalten, wurden die Geräte seinerzeit auf dem Dach platziert. Der Bau weist eine Grundfläche von ca. 80 x 40 m und eine Nutzfläche von rund 9500 m² auf.

Austausch dringend notwendig

Der Bauherr – ein im SHK-Bereich tätiges Großhandelsunternehmen mit 90 Filialen – hatte festgestellt, dass der Bestand zunehmend Probleme bereitete. Um wieder einen zuverlässigen Betrieb für das Verwaltungsgebäude zu gewährleisten, entschied man sich im Jahr 2017, zunächst eine Wärmepumpe gegen ein neues Remko-Modell auszutauschen. Der Systemanbieter unterstützte den Bauherrn durch die Planung der Anlage.

Dazu erfolgte eine genaue Analyse des Bestands und der Anforderungen, um auf dieser Grundlage ein tragfähiges Konzept zu erstellen. So wurde in Zusammenarbeit mit Elmer festgehalten, dass im Frühling und im Herbst gleichzeitiges Heizen und Kühlen möglich sein sollte. Die Heiz- bzw. Kühlleistung wurde mit 100 bzw. 200 kW angegeben. Daher entschied man sich für zwei einzelne Anlagen, die jeweils aus der modularen Energiezentrale SQW 400 Duo bestehen. Die Wärme- bzw. Kälteverteilung im Gebäudeinnern blieb unangetastet. Sie erfolgt über eine Lüftungsanlage und Deckenkassetten.

Flexible Energiezentralen

Mit den modularen Energiezentralen können größere Gebäude mit ihren unterschiedlichen Ansprüchen ausgestattet werden. Wärme, Warmwasser und Kühlung lassen sich bedarfsgerecht abrufen – auf der Basis erneuerbarer Energie aus der Luft. Als Grundmodul dient die Luft-Wärmepumpe SQW. Das Gerät in Monoblock-Ausführung arbeitet bis zu einer Außentemperatur von -25 °C und erzeugt eine maximale Vorlauftemperatur von bis zu 65 °C.

Die Energiezentralen sind modular aufgebaut, denn je nach Leistungsbedarf können bis zu zehn SQW-Wärmepumpen als Kaskade zu einem Leistungsbereich von 400 kW eingesetzt werden. Objektspezifisch lässt sich auch das Zubehör wählen – neben Frischwasserstationen und Speichersystemen auch Trinkwasserspeicher und Geräte zur Klimatisierung von (Einzel-)Räumen. Änderungen und Erweiterungen, wie sie bei größeren Gebäuden vorkommen, sind damit jederzeit möglich.

Im Kältemodul hat Remko neben der Regelung zahlreiche Bauteile integriert, die sich innerhalb des schallisolierten Außenmoduls befinden. Verbaut werden unter anderem ein Injection-Boost-Scrollverdichter mit EVI-Einspritzung, ein Zusatz-Wärmeübertrager für die Nassdampfeinspritzung und potenzialfreie Kontakte zur externen Ansteuerung der Wärmepumpe über eine Gebäudeleittechnik. Darüber hinaus beinhaltet eine SQW-Wärmepumpe einen drehzahlgeregelten Axialventilator, eine leistungsgeregelte Umwälzpumpe mit EC-Technik und ein optionales Rohrverbindungs-Set für eine einfache Montage.

Installation in zwei Abschnitten

Bei Eingriffen im Bestand muss die Maßnahme gut vorbereitet und durchgeführt werden, zumal die Anlage nicht komplett stillgelegt werden sollte. Der erste Wechsel auf die Remko-Wärmepumpe SQW 400 Duo fand im November 2017 statt. Zu diesem Zeitpunkt war geplant, das neue Gerät mehrere Monate zu testen, bevor der Austausch des weiteren Altgeräts ins Auge zu fassen war.

Mittels Krantransport erfolgte der Rückbau des Bestands und die Platzierung der neuen Wärmepumpe, die aus zwei Elementen besteht. Dabei kam für jedes Element ein Set von Schwingungsdämpfern zum Einsatz, die an die Bodenschienen befestigt wurden. Sie dienen der Entkopplung zum Untergrund und damit zur Reduzierung von Körperschall. Die Reihenfolge und exakte Platzierung der beiden SQW-Wärmepumpen wurde im Vorfeld von Remko festgelegt, sodass keine Verwechslung möglich war.

Die Zuleitungen konnten mittels Kugelhähnen abgesperrt werden. Daher gelang die Installation der ersten Energiezentrale, während die Heizung in Betrieb war.
Die Außentemperatur lag dabei knapp oberhalb des Gefrierpunktes. Verbunden wurden die beiden SQW-Elemente mit Hilfe eines Rohrverbindungs-Sets und einer Schelle in DN 50. Dabei wurden auch die Mindestabstände berücksichtigt, damit ein störungsfreier Betrieb sowie ein Zugang für spätere Wartungen gewährleistet werden kann. Die Kondensatableitung ließ sich frostfrei ausführen. Der hydraulische Anschluss war in einem halben Tag geschafft, da sich unter anderem die Verbindung mit den vorhandenen Mediumleitungen einfach herstellen ließ. Daran schloss sich die Montage der elektronischen Seite an.

Da die Anlage zufriedenstellend arbeitete, konnte Mitte Mai 2018 der zweite Teil der Anlage ausgetauscht werden. Die Abwicklung wurde ebenso schnell im laufenden Betrieb vorgenommen wie beim ersten Austausch. Die technische Geräteübergabe erfolgte jeweils durch den CheckServ-Partner Elkan GmbH und den Werkskundendienst von Remko.

Verbindung mit dem Bestand

Beide modularen Energiezentralen bedienen einen Heiz- bzw. einen Kühlpufferspeicher mit jeweils 1000 Liter Inhalt. Von dort werden dann die einzelnen Heiz- und Kühlkreise angesteuert. Die Anschlüsse in das Haustechniknetz sind in DN 65 ausgeführt und verjüngen sich auf DN 50.

Serienmäßig wird die Wärmepumpe mit der Regelung Basis Comfort ausge­liefert. Als Grundfunktionen sind neben dem Heizen/Kühlen und der Warm­wasserbereitung die Legionellenschaltung, ein Zeitprogramm sowie die komplette Kältekreissteuerung enthalten. Die externe Steuerung Smart Control übernimmt zusätzlich die komplette Sekundärregelung und kann die Software Smart-Web zur Internetanbindung realisieren sowie PV-Strom einbinden.

Des Weiteren lässt sich der Einsatz im intelligenten Stromnetz Smart-Grid ebenso umsetzen wie ein Smart Home System, etwa die Einbindung in ein KNX-Netzwerk. Bei Elmer wurden die Energiezentralen in das Gebäudeleitsystem integriert. Nachdem die Erfahrungen nach dem ersten Austausch positiv waren, erwarten die Beteiligten einen stabilen, effizienten Betrieb der Gesamtanlage. Die jährliche Wartung wird das in­stallierende SHK-Unternehmen Elkan übernehmen. ■

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