„On Air“ rund um die Uhr mit Hitachi-Klimaanlagen

16.01.2013 | Veröffentlicht in Ausgabe 01-2013

Im Funkhaus von Radio FFH werden 120 Mitarbeiter beschäftigt, die nach der Sanierung in gut klimatisierten Verwaltungs-, Sende- und Redaktionsräumen arbeiten können. - © FFH — © FFH

Im Funkhaus von Radio FFH werden 120 Mitarbeiter beschäftigt, die nach der Sanierung in gut klimatisierten Verwaltungs-, Sende- und Redaktionsräumen arbeiten können.

In jedem Bundesland gibt es den einen favorisierten Sender, der Tag und Nacht seine Zuhörer mit weltweiten und lokalen Nachrichten sowie mit neuer wie alter Musik auf dem Laufenden hält. So auch im Raum Hessen. Dort steht Hit Radio FFH an erster Stelle in der Gunst der Zuhörer, egal ob im Auto, zu Hause oder bei der Arbeit. Damit bei dem Sender auch das Klima stimmt, wurde eine neue Klimaanlage installiert.Klaus Brackmann, Frankfurt, Mihael Gracin, Wuppertal

Das Gebäude der Radio/Tele FFH GmbH & Co. Betriebs-KG, von dem aus die Sender Hit Radio FFH, planet radio und harmony.fm ihre Hörer unterhalten, befindet sich in Bad Vilbel, direkt bei Frankfurt am Main. Das Unternehmen beschäftigt dort ca. 120 Mitarbeiter, sodass in dem zu klimatisierenden Gebäude die Verwaltung sowie Sende- und Redaktionsräume untergebracht sind. Wie es sich vermuten lässt, entstehen innerhalb eines solchen Komplexes zusätzlich zu den benötigten Frischluftraten in geschlossenen Sendekabinen recht hohe Wärmelasten, die durch die technischen Geräte abgegeben werden. Aus diesem Grund werden in dem Objekt auch schon einige Klimasysteme sowie eine Lüftungsanlage erfolgreich eingesetzt. Jedoch zeigten gerade die kurzen, aber heftigen sommerlichen Temperaturschwankungen der letzten Jahre, dass nicht nur in den technisch dominierten Bereichen ein Klimatisierungsbedarf besteht.

Denn obwohl die Verwaltung mit einem Lüftungssystem ausgestattet ist, fiel gerade zu Spitzenlastzeiten auf, dass die anfallende Wärme über das Lüftungssystem nicht ausreichend abgeführt werden kann. Der Sender bietet rund um die Uhr Programm an, das weder unterbrochen noch gestört werden darf. Somit musste eine Lösung her, die schnell und während des laufenden Betriebs realisiert werden konnte. Eine Erweiterung der vorhandenen Anlage war baulich nicht möglich.

Aufgrund der langjährigen und erfolgreichen Partnerschaft zwischen den beiden Unternehmen Radio FFH und der Herbert Frankfurt GmbH wurde ein Vor-Ort-Termin mit dem technischen Leiter des Gebäudes, Jörg Polinski, sowie Jörg Grau vereinbart, der für die Planung und Ausführung in dem Installationsunternehmen verantwortlich ist. Nach in Augenscheinnahme der Räumlichkeiten und Abwägung verschiedener Lösungsmöglichkeiten, entschied man sich für ein dezentrales VRF-System. Hier liegt der Vorteil einer solchen Systemvariante klar auf der Hand, denn durch den geringen Installationsaufwand und die kleinen Rohrleitungsquerschnitte kann die Anlagenmontage ohne Beeinträchtigung des laufenden Betriebes erfolgen.

Mitunter können für die Rohrleitungen sowie für die Systembusleitung vorhandene Versorgungsschächte verwendet werden, ohne dass aufwendige Durchbrüche gemacht werden müssen. Ein weiterer Vorzug des VRF-Systems ist die Flexibilität bei der Wahl des Aufstellungsortes für die Außeneinheit. Von der Tiefgarage über das Erdgeschoss und die Gebäudewand bis hin zur Dachaufstellung können alle Möglichkeiten ausgeschöpft werden, um das System an die vorhandenen Gebäudestrukturen optimal anzupassen. Da die Rohrleitungslängen systemseitig bis zu 1000 m betragen dürfen, ist eine Lösung nahezu immer möglich. Bei der Wahl des Systems entschied man sich für eine Hitachi SetFree VRF-Wärmepumpe. Jörg Grau kontaktierte nach der Bestandsaufnahme der Örtlichkeiten von Radio FFH den Vertriebsmitarbeiter Klaus Brackmann von der Hans Kaut GmbH, Frankfurt, um überdie Möglichkeiten und die Kundenanforderungen zu beraten. Durch die langjährige Zusammenarbeit und Erfahrung der beiden entstand schnell ein Konzept, das auf die Bedürfnisse des Kunden zugeschnitten ist.

Grundlegende Kriterien für die Auswahl passender Inneneinheiten

Bei der Wahl der Inneneinheiten stehen dem Installateur eine Vielzahl an Möglichkeiten zur Verfügung, um die unterschiedlichen Anforderungskriterien zu beachten bzw. einzuhalten. Zunächst muss deutlich zwischen Technik- und Büroraum unterschieden werden. Während im Technikraum der Schallpegel, die Optik und die Stärke des Volumenstromes zumindest aus Komfortgründen eher nebensächlich sind, stellen Büroräume völlig andere Anforderungen. Da es sich bei dem geplanten Objekt um einen Verwaltungstrakt handelt, sind alle o. g. Kriterien zu berücksichtigen.

Grundsätzlich ist für die spätere Wahl des Innengerätes der Installationsort maßgeblich. In derartigen Räumen bietet sich immer ein Kassetten- oder ein Kanalgerät an, das in der Zwischendecke installiert wird. Platziert am richtigen Ort, zeichnen sich diese Geräte durch optimale Luftführung und hohe Laufruhe aus. Aber je nach Gebäudetyp und Baujahr sind oft keine Zwischendecken verfügbar, und wenn ja, dann sind diese so niedrig, dass gerade mal eine Kabeltrasse Platz hat. In derartigen Fällen hat man dann die Möglichkeit, auf Wand- oder Standgeräte zurückzugreifen. Da bei dem vorhandenen Gebäude ganz klar die Kühlung und Entfeuchtung im Sommer im Vordergrund standen und die Wärmepumpenfunktion nur in den Übergangszeiten genutzt werden sollte, erübrigte sich in diesem Fall auch die Wahl der Standgeräte. Das Gebäude verfügt über ein separates Heizsystem mit eigenen Heizkörpern. Die Standgeräte würden neben den Heizkörpern zu viel Wand- und Standfläche beanspruchen.

Unter Berücksichtigung all dieser Kriterien wurden die Wandgeräte RPK aus der FreeSystem-Serie ausgewählt. Nach durchgeführter Kühllastberechnung über die VDI 2078 fiel die Wahl auf die Inneneinheiten RPK-1.0 mit 2,8 kW und die RPK-1.5 mit 4,0 kW Kühlleistung. Durch die kompakten Abmessungen und die niedrigen Ausblasgeschwindigkeiten dieser Serie konnten die Geräte jeweils so über den Fenstern installiert werden. Damit kann die Raumtemperatur ohne Beeinträchtigung der Behaglichkeit konstant gehalten werden. Aufgrund der fehlenden Zwischendecke musste hier zusätzlich eine Lösung für den Kondensatablauf gefunden werden. Dies ist oft das größte und meistunterschätzte Problem. Da die Rohrleitungen jedoch in Gerätehöhe hinter einer Verkleidung versteckt wurden, bot es sich an, das Kondensat über diesen Weg frei ablaufen zu lassen.

Optimale Leistungsanpassungfür einen kostengünstigen Betrieb

Der nächste Schritt bei der Planung ist die Positionierung der Außeneinheiten, die je nach Leistungsbedarf an den unterschiedlichsten Orten erfolgen kann. Die Außeneinheiten unterteilen sich in zwei Bauformen, einmal mit horizontalem und einmal mit vertikalem Luftausblas. Außeneinheiten mit vertikalem Luftausblas sind von 11 bis 33 kW verfügbar und für Installationen mit geringen Platzansprüchen ideal.

Sie können auf dem Dach, an der Gebäudewand oder ebenerdig installiert werden. Im Vergleich zu den horizontal ausblasenden Geräten haben diese Modelle 43 Prozent weniger Bauvolumen bei 40 Prozent geringerer Aufstellfläche. Systeme mit horizontalem Ausblas dagegen benötigen zwar mehr Platz für die Aufstellung, können aber in Modulbauweise montiert werden, sodass eine maximale Kühlleistung von bis zu 160 kW abgedeckt werden kann.

Des Weiteren verfügt die FSXN-Baureihe über die freie Wahl zwischen Zweileiter- und Dreileiter-Technik, die auch nachträglich, z. B. bei der Änderung von Raumbedingungen, umgesetzt werden kann. Bezogen auf dieses Objekt entschied man sich für die Flachbauweise mit vertikalem Ausblas, denn durch die ausreichende Leistung und die Tatsache, dass das System vorwiegend zum Kühlen und Entfeuchten genutzt wird, ist dies die wirtschaftlichste und sinnvollste Lösung. Mit einer maximalen Leitungslänge von 250 m und einem Höhenunterschied von maximal 15 m lassen sich damit unkonventionell kleinere Gebäude oder einzelne Gebäudetrakte nachträglich klimatisieren.

Für die Effizienz sorgt der Inverterverdichter, der seine Leistung den tatsächlichen Kühlanforderungen anpasst. Eine Eigenschaft, die gerade bei VRF-Systemen, die mehrere verschiedene Räume mit unterschiedlicher Nutzfrequenz bedienen, von Vorteil ist. Räume, die in der Kühlperiode nicht genutzt werden, bleiben abgeschaltet. Für die Invertertechnik kein Problem, denn die Leistung wird zwischen 10 und 100 Prozent moduliert. Anders ausgedrückt, es werden bei halber Leistungsanforderung auch nur 50 Prozent Kühlleistung von dem System zur Verfügung gestellt. Weiterhin wird durch den Sollwertabgleich der Raumtemperatur die bereitzustellende Kühlleistung ständig angepasst. Daher auch der Name VRF (Variable Refrigerant Flow), d. h., der variable Kältemittelmassenstrom setzt die oben beschriebene Leistungsanpassung wirkungsvoll um.

Das entscheidende dabei ist der mo-mentane Teillastfaktor. Nennleistungszahlen von VRF-Systemen werden bei 27 °C Raum- und 35 °C Außenlufttemperatur bei 100-prozentiger Leistungsanforderung angegeben, um eine Vergleichbarkeit zwischen den verschiedenen Herstellern zu gewährleisten. Der sogenannte EER ergibt sich aus dem Verhältnis von abgegebener und aufgenommener Leistung. Dieses Verhältnis verschiebt sich jedoch im Teillastbereich enorm zugunsten der Leistungsaufnahme. Liegt der EER-Wert nach oben genannten Prüfbedingungen bei 3,5, bedeutet das, dass bei 1 kW Leistungsaufnahme genau 3,5 kW Kälteleistung erzeugt werden. Erfolgt die EER-Berechnung im Teillastbereich, sind Leistungszahlen von 5 oder mehr erreichbar, d. h. bei 1 kW Leistungsaufnahme können 5 kW Kälteleistung und mehr zur Verfügung gestellt werden. Dies ist für die Betriebskosten bei der Größe eines solchen Systems erheblich. Daher ist es wichtig zu beachten, dass VRF-Systeme bei fachgerechter Planung tatsächlich bis zu 90 Prozent im Teillastbereich laufen. Bei Bedarf kann über ein Diagnose-Tool oder eine zusätzliche Schnittstelle, wie das CSNet WEB zur Gebäudeüberwachung, diese Betriebsweise nachvollzogen werden bzw. können von dieser Stelle aus auch ungenutzte Räumlichkeiten zentral nach Bedarf abgeschaltet werden.

Komfortable Gerätesteuerung

Den letzten Schritt bei der Planung eines VRF-Systems nimmt die Steuerung und Regelung des Gesamtsystems und der einzelnen Inneneinheiten in Anspruch. Da die Einzelgeräte innerhalb eines Gesamtsystems durch einen Systembus verbunden sind, gibt es zahlreiche Möglichkeiten. Grundsätzlich bietet sich, wie bei dem realisierten Objekt, eine Einzelgerätesteuerung an, die wahlweise mit einer Kabel- oder Infrarotfernbedienung umgesetzt wird.

Der nutzerfreundliche Vorteil liegt in den individuellen Einstellungen, die je nach Empfinden, die Temperatur und Luft-Volumenstrom an die persönlichen Bedürfnisse anpassen. Wenn darüber hinaus weitere Anforderungen bestehen, wie zum Beispiel eine zentrale Steuerung über eine vorhandene Gebäudeleittechnik, stehen auch hier verschiedenste Schnittstellen mit auf dem Markt üblichen Sprachen zur Verfügung. Weitere Optionen sind Überwachungsplatinen, die im Falle einer Störung Störmeldungen generieren, sowie ein komplett autarkes Gebäudemanagementsystem, das speziell für das VRF-System entwickelt wurde und über den Systembus kommuniziert.

Fazit

VRF-Systeme bieten für jedes Gebäude individuelle Lösungen, die es ermöglichen, Klimasysteme der Gebäudestruktur entsprechend optimal zu realisieren. Hierbei kann sowohl ein einzelner Gebäudetrakt als auch ein gesamter Gebäudekomplex nachträglich klimatisiert werden. Bei vorausschauender Planung können diese Systeme modular nach Ausbaustufe oder Bedarf aufgerüstet werden. Ohnehin ist der Systembus kompatibel, sodass er bei mehreren vorhandenen Systemen zusammengeschlossen werden kann. Damit kann zum Beispiel das gesamte Gebäude mit mehreren klimatisierten Einzeltrakten über ein eigenes System übergeordnet gesteuert werden.

Um ein Objekt kostengünstig anbieten zu können, sparen Investoren häufig am Einbau einer Klimaanlage. Dies stellt sich oft im Nachhinein als Fehler heraus, da extreme Temperaturschwankungen und Hitzeperioden in den letzten Jahren vermehrt vorkamen und laut Aussagen von Meteorologen auch künftig Bestandteil des Sommers sein werden. Es ist daher ein Trugschluss zu glauben, in Zukunft ohne Klimaanlage auskommen zu können. VRF-Systeme wirken einer solchen Fehlplanung aufgrund ihrer flexiblen Einbauweise entgegen und optimieren sowohl in Neubauten als auch in Bestandsgebäuden das Raumklima.

Diese Tendenz erkannte auch Hessens Sender Nummer eins. Für weitere Problemzonen wie Sendestudios oder Redaktionsräume werden bereits Lösungsmöglichkeiten diskutiert. Mit dem Ergebnis ist man hier sehr zufrieden und die geräuscharme Installation bei laufendem Sendebetrieb gestaltete sich auch problemlos. Wir sind die ganze Zeit auf Zehenspitzen gelaufen, stellt Obermonteur Wolfgang Kaptaina fest. -