Beim Einsatz von VRF-Systemen können die Grenzwerte schnell überschritten werden – insbesondere dann, wenn viele Büros und Gästezimmer aus wirtschaftlichen Gründen auf geringer Fläche untergebracht werden müssen und deshalb vergleichsweise klein geschnitten sind. Da die Sicherheitswerte für die Kältemittelkonzentration in kg/m3 vorgegeben sind, wird klar: je kleiner die Räume, umso geringer die maximal zulässige Systemkältemittelmenge.
Um die Vorteile von größeren VRF-Systemen auch in Hotels und Büros gemäß den Vorgaben der EN 378 nutzen zu können, hat Panasonic eine Kältemittel-Absaug- und Sammelstation (Pump-Down-System) entwickelt.
Dieses Pump-Down-System ist eine kombinierte Lösung zur Leckageüberwachung und Aktivierung des Abpumpbetriebs und damit eine zusätzliche Sicherheitseinrichtung für Panasonic-VRF-Systeme. Sie ermöglicht es, auch Anlagen mit größeren Kältemittelmengen in Übereinstimmung mit der EN 378 zu realisieren, indem höhere Kältemittelkonzentrationen in Personenaufenthaltsbereichen durch die Nutzung von Komponenten wie Detektoren, Ventilen, Alarmkontakten etc. vermieden werden. Das System ist vor allem im Bereich Hotel, Büro und Gesundheitseinrichtungen von entscheidender Bedeutung.
Dabei ist das Pump-Down-System nicht nur ein Kasten, in dem das Kältemittel im Leckagefall absaugt wird. Es handelt sich vielmehr um ein bereits betriebsfertig vorverdrahtetes System, inklusive kompletter Sensorik, intelligenter Regelung und einem Kältemittelsammler.
Das System schützt die Nutzer eines Gebäudes zuverlässig im Leckagefall und erfüllt so die Anforderungen der EN 378 an die Schutzmaßnahmen, die für Personenaufenthaltsbereiche vorzusehen sind, wenn die maximale Kältemittelmenge überschritten wird.
Durch den Einsatz des Pump-Down-Systems können VRF-Anlagen ohne Einschränkung durch Sicherheitsvorgaben so effizient und sparsam wie möglich ausgelegt werden!
Bild: Panasonic
Schnelle Sicherung des Kältemittels
Das Pump Down System pumpt das Kältemittel im Fall einer Leckage aus dem sicherheitsrelevanten Bereich ab und sichert es in einem Behälter in der Pump Down Station. So stellt das System sicher, dass kaum Kältemittel in die Atmosphäre oder in die Räume gelangt. Nachdem die Leckagen geschlossen wurden, lässt sich das Kältemittel wiederverwenden.
Die Detektionszeiten können eingestellt werden. Je kürzer diese vorgegeben sind, umso schneller kann das Kältemittel abgesaugt werden. In den Standardvorgaben wird innerhalb von 65 Sekunden 85 Prozent des Kältemittels gesichert. Das entspricht den Vorgaben der EN 378.
Manche VRF-Geräte der Marktbegleiter verfügen zwar über ähnliche Funktionen, aber die Sammelkapazität für das Kältemittel ist dort relativ schnell erschöpft. Solche Sicherungssysteme können maximal 40 bis 50 Prozent des Kältemittels sichern.
Das Pump Down System von Pana-sonic sichert dagegen bis zu 92 Prozent der Kältemittelmenge. Ein wichtiger Aspekt im Hinblick auf die Wirtschaftlichkeit und die Nachhaltigkeit des Gesamtsystems. Größere Umweltschäden durch in die Atmosphäre gelangtes Kältemittel können sicher vermieden werden. Und bei den zu erwartenden extremen Preissteigerungen für Kältemittel wie R 410A trägt die Sicherung und Wiederverwendung des Kältemittels auch zur Begrenzung des wirtschaftlichen Schadens bei.
Das Pump Down System ermöglicht, dass bei der Klimatisierung von größeren Gebäuden, deren Räume permanent von Menschen genutzt werden, auch Systeme mit größeren Kältemittelmengen realisiert werden können. Zudem wird es dank der Sicherheitsmaßnahmen auch möglich, größere Kältekreise zu planen, was die Auslegung und die Montage des Klimasystems sowie später die Steuerung deutlich vereinfacht.
So muss z. B. in Hotels nicht für jede Etage ein eigener Kältekreis inklusive eines eigenen Gerätes geplant und installiert werden. Es lassen sich verschiedene Stockwerke zusammenfassen und über ein System versorgen.
Auch bei der Klimatisierung von Bürogebäuden bringt das Pump Down Sicherheitssystem immense Vorteile in Bezug auf eine sichere Planung gemäß EN 378. Während der Arbeitszeiten halten sich Personen in mehr oder weniger großen Räumen auf. Je kleiner die Büros, umso rigider die Vorgaben für die maximale Kältemittelmenge des Kältekreislaufs. Gemäß EN 378 muss sich die maximale Kältemittelmenge am kleinsten Raum orientieren.
Bild: Panasonic
Leckagedetektion gemäß EN 378
Für die Leckagedetektion stellt das Pump-Down-System zwei Methoden zur Verfügung. Dabei ist nur eine Variante konform zur EN 378.
Eine Variante nutzt einen Kältemittelsensor, der auf das Innengerät aufgeschaltet wird. Stellt dieser Sensor ausweichendes Kältemittel fest, löst das System akustisch oder optisch Alarm aus, um die Personen im Gebäude zu warnen. Gleichzeitig wird die Anlage gestoppt und das Pump Down System beginnt unmittelbar automatisch, das Kältemittel abzusaugen und zu sichern. Insgesamt lassen sich bis zu 92 Prozent des Kältemittels sichern. Zudem kann das System automatisch zusätzliche Sperrventile z. B. für einzelne Stockwerke oder Bürotrakte schließen. Mit diesem Sicherungssystem wird es möglich, auch Klimasysteme mit größeren Kältemittelmengen gemäß der EN 378 zu installieren.
Es gibt auch eine zweite Option: Die Überwachung durch die alleinige An-wendung des innovativen Algorithmus zur Leckageüberwachung. Dabei wird das System permanent über die einzelnen Regeleinheiten kontrolliert. Ein Mikroprozessor errechnet mögliche Abweichungen und stellt so potenzielle Leckagen fest. Damit kann zwar überwacht werden, ob ein Kältemittelverlust vor-liegt, aber bis das System reagiert und das Kältemittel abpumpt dauert es zu lange. Deshalb ist diese Methode nicht konform zur EN 378.
Unkomplizierte Montage
Die Montage des Panasonic Pump Down Systems gestaltet sich schnell und unkompliziert. Das Gerät wird ganz einfach zwischen der Außenmaschine und den Innengeräten in den Kältekreislauf positioniert.
In der Praxis steht das Pump-Down-System zum Beispiel neben den Außengeräten auf dem Dach. Der Sammelinhalt ist ausreichend für bis zur drei Außengeräte. Auf ein Pump-Down-System können also bis zu drei Außengeräte geschaltet werden.
Für den Anschluss der Stationen sind in den Panasonic Steuerungen bereits Standardsteckplätze vorgesehen. Es müssen keine Extrabausteine oder Extraplatinen eingebaut werden. Dadurch wird die Installation und die Verbindung der Pump Down Station mit den Außengeräten stark vereinfacht. Übrigens: 2- und 3-Leitersysteme unterscheiden sich beim elektrischen Anschluss nicht.
Also einfach die Steckplätze belegen, zusammenschalten und schon funktioniert das Zusammenspiel zwischen Außengerät und Pump Down Station.
Bild: Panasonic
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Beispiel Hotel: 2 statt 10 Kältekreise
Der Vorteil des Systems zeigt sich besonders gut am Beispiel eines Hotels. Das Pump Down System wurde in einem spanischen Hotel mit 13 Räumen pro Stockwerk auf acht Etagen - also insgesamt 104 Räumen – installiert.
Der Kühlbedarf pro Raum lag bei circa 2 kW. Der kleinste Raum des Hotels hatte ein Volumen von 37,5 m³. Das bedeutet: Gemäß EN 378 dürfte der Kältekreis maximal 22 kg Kältemittel führen.
Um die Klimaanlage ohne Sicherheitssystem betreiben zu können, wären insgesamt 10 Außengeräte und 10 verschiedene Kältekreise mit jeweils 11 Innengeräten notwendig gewesen. Nur so wäre es möglich gewesen, unter der maximal erlaubten Kältemittelmenge von 22 kg pro Kältekreislauf zu bleiben.
Mit Sensorik und Pump-Down-System konnte das Konzept auf vier – natürlich leistungsstärkere – Außengeräte reduziert werden.
Insgesamt war es nun möglich, 66 kg Kältemittel pro Kreis einzusetzen. So kam die Anlage mit zwei Kältekreisen mit je 52 Innengeräten aus. Um dies zu erreichen wurden lediglich zwei Pump Down Stationen installiert.
Für die Auslegung und Planung der Anlage ergaben sich daraus viele Vorteile. Es wurde deutlich weniger Verrohrung benötigt. Insgesamt reduzierte man die Rohrmenge um knapp 200 m.
Die Gesamtinvestitionskosten konnten mit dem Panasonic Pump Down System bis zu fünf Prozent reduziert werden. In der Regel ist der Einsatz des Pump Down Systems mindestens kostenneutral. Maßgebliche Vorteile ergeben sich vor allem bei der Planung und Montage der Anlage. Im Falle des beschriebenen Hotel-Projektes hat sich der Platzbedarf für die Außengeräte um 40 Prozent und die Dachlast um 35 Prozent reduziert. In vielen Fällen können dank der geringeren statischen Belastung zusätzlich die Baukosten reduziert werden.
Der Kältemittelbedarf sank um 37 Prozent – bei den heutigen Kältemittelpreise ein immenser Kostenvorteil. Und ein zusätzlicher, nicht zu unterschätzender Vorteil in intensiv bebauten Tourismus- und City-Lagen: Es wurden nur noch 80 Prozent der elektrischen Anschlussleistung benötigt.
Es lohnt sich also bei größeren Anlagen bei der Auslegung und Planung, ein Sicherheitssystem wie die Panasonic Pump Down Station in Betracht zu ziehen. Es sorgt für mehr Sicherheit für die Gebäudenutzer und vereinfacht die Planung und die Auslegung des Gesamtsystems.
Bild: Panasonic
