Moderne Klimaanlagen können nicht nur kühlen, sondern ein Gebäude auch wirtschaftlich heizen. Häufig ist dies effizienter als mit konventionellen Heizungen. Prinzipiell stehen hierfür unterschiedliche Konzepte zur Verfügung. Ein zentraler Ansatzpunkt ist die Größe eines Gebäudes, also wie viele Räume klimatisiert werden sollen, wie groß die Wärmelast ist und welche Funktionalitäten die Klimaanlage erbringen soll. Soll die Klimaanlage zum Beispiel nur kühlen oder soll sie kühlen und heizen? Soll eine Frischlufteinbringung erfolgen? Soll es eine zentrale oder eine dezentrale Anlage sein oder eine Kombination aus beidem? Zur wirtschaftlichen und komfortablen Klimatisierung kleiner und mittlerer Büro- und Gewerbeimmobilien stehen je nach Gebäudegröße unterschiedliche Lösungen zur Verfügung.
Neben Single- und Multisplit-Klimasystemen bieten kleine VRF-Systeme zum Heizen, Kühlen und zur Warmwasserbereitung ein breites Anwendungsspektrum. So verfügen moderne Split-Klimasysteme in der Regel über eine Kühl- und Heizfunktion und schaffen so das ganze Jahr ein angenehmes Raumklima mit hoher Luftqualität. In vielen Anwendungen tritt sogar der Fall ein, dass sich das Heizen mit der Klimaanlage in der Übergangsperiode effizienter darstellen lässt als mit einer konventionellen Heizungsanlage. Dies gilt unabhängig davon, ob es sich um ein modernisiertes Bestandsgebäude oder um einen Neubau handelt.
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Multisplit- und dezentrales Lüftungssystem kombinieren
Split-Systeme gehören zur Gruppe der Direktverdampfer, die bei der Energieübertragung ohne zusätzliches Wärmetransportmedium auskommen. Das Kältemittel fließt direkt in Kupferrohren von der Wärmepumpe zu den angeschlossenen Innengeräten. Dabei geht weniger Energie verloren als bei wasserführenden Systemen. Eine zusätzliche Pumpe zum Antrieb des Wärmekreislaufs kann zudem entfallen. Split-Systeme können Raumluft im Umluftbetrieb kühlen, heizen und entfeuchten. Darüber hinaus eigenen sich moderne Split-Systeme durch die Wärmepumpenfunktion in vielen Situationen auch zur energiesparenden Beheizung von Gebäuden.
Zusätzlich lassen sich die Anlagen je nach Hersteller gut mit dezentralen Lüftungssystemen kombinieren. Denn gerade in kleinen Büros oder gewerblich genutzten Gebäuden wird neben der Wärme- und Kälteversorgung oft auch eine kontrollierte Lüftung benötigt. Hierfür sind Zentrallüftungsgeräte aufgrund ihres Leistungs- und Platzvolumens ungeeignet. Dezentrale Lüftungssysteme gewährleisten eine kontrollierte Frischluftzufuhr und reduzieren über eine integrierte Wärmerückgewinnungsfunktion die Energiekosten.
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VRF-Systeme für Gebäude mittlerer Größe
Das breiteste Anwendungsspektrum zur Büroklimatisierung bieten VRF-Systeme, die zum Heizen, Klimatisieren und zur Warmwasserbereitung eingesetzt werden können. Das PUMY+ System von Mitsubishi Electric zum Beispiel vereint eine effiziente Klimatisierung mit dem Heizkomfort einer Luft-/Wasser-Wärmepumpe. Es besteht unter anderem aus einem VRF-Außengerät, einem Pufferspeicher- oder einem Hydromodul und bis zu zehn Innengeräten. Das Außengerät versorgt die direkt verdampfenden Innenmodule mit Kältemittel als Energieträger für die Kühlung oder Heizung. Durch diese Komplettlösung ergeben sich weitere Vorteile. Zum Beispiel können durch eine gemeinsame Anlagentechnik zum Kühlen und Heizen Kosten gespart werden, sowohl bei der Investition als auch im laufenden Betrieb.
In Gebäuden mittlerer Größe mit mehr als 400 m2 Fläche sind in der Regel größere Leistungen gefordert, die sich aus der Berechnung der Kühllast, der Raumlufttemperatur und der operativen Raumtemperatur ergeben. Um die unterschiedlichen Lasten abzuführen, werden Büro- und Gewerbeimmobilien in dieser Größe häufig mit VRF-Systemen ausgestattet. Das gilt auch für Gebäude, die temporären Nutzungsbedingungen unterliegen oder die einen eindeutigen Sommer-/Winterbetrieb benötigen.
VRF-Systeme bieten aufgrund ihrer modulierenden Betriebsweise, ihres großen Leistungsspektrums und der Vielfalt an Innengerätemodellen eine hohe Flexibilität bei Auslegung und Planung. Während konventionelle gebäudetechnische Anlagen oft mit getrennten Systemen zum Heizen und Kühlen arbeiten, besteht einer der ganz großen Vorteile der VRF-Technologie darin, dass dasselbe System im Wechselbetrieb grundsätzlich zum Heizen oder Kühlen eingesetzt werden kann. Mit ihnen lässt sich deshalb eine passgenaue Anlagenstruktur abbilden und ein ausgewogenes Verhältnis von Kühlanforderungen und Energieverbrauch realisieren. Dies bietet enormes Einsparpotenzial sowohl hinsichtlich der Investitions- als auch der Betriebskosten.
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Energie sparen mit Wärmerückgewinnung
Besonders niedrige Betriebskosten bieten gebäudetechnische Systeme, die eine bedarfsgerechte Wärmeverschiebung oder die Speicherung vorhandener Energie im Gebäude ermöglichen. Durch ihre Wärmerückgewinnungsfunktion tragen sie erheblich zur Senkung des Energieverbrauchs bei. Diese Technologie gibt es als VRF-System, das mit nur zwei Rohrleitungen zum simultanen Heizen und Kühlen auskommt. Das sogenannte R2-System bietet neben der hohen Energieeffizienz den Vorteil, dass es sich bei geringem Platz- und Materialaufwand schnell und sicher installieren lässt. Es ist mit einem Kältemittelverteiler ausgestattet, der die abzuführende Wärmeenergie innerhalb des Gebäudes dorthin verschiebt, wo sie benötigt wird.
Darüber hinaus stehen am Markt hybride VRF-Systeme zur Verfügung, die die Vorteile von kältemittelgeführten Systemen mit denen eines wassergeführten Systems vereinen. Hybrid VRF-Systeme arbeiten genauso wie das oben beschriebenen 2-Leiter-System zum simultanen Kühlen und Heizen mit Wärmerückgewinnung, nur dass ab dem Hybrid Kältemittelverteiler und den Innengeräten kein Kältemittel im Gebäude zirkuliert. Die zum System gehörenden Innengeräte sind mit einem Wasserregister ausgestattet.
Thema Einzelkostenabrechnung
Gerade gewerblich genutzte Gebäude haben oft mehrere Nutzungseinheiten. Zum Thema Einzelkostenabrechnung muss also eine zufriedenstellende Antwort gefunden werden. Mit VRF-Systemen ist eine mietergenaue, raumweise Einzelkostenabrechnung der Energiekosten monatlich, halbjährlich oder jährlich problemlos möglich. Das funktioniert in der Regel über die Software von Zentralsteuerungssystemen. Besonders eignen sich unabhängig überprüfte Abrechnungssysteme zur Ermittlung des Energieverbrauchs.
Moderne Lösungen bieten keine Näherungswerte, sondern stellen exakt dar, wie viel Wärme- oder Kälteenergie der einzelne Nutzer verbraucht hat bzw. wie groß sein Anteil am Gesamtverbrauch ist. Die Verbrauchsermittlung über die Systemsoftware ist von Vorteil, da sich in einem vermieteten Bürogebäude oft die Raumaufteilung ändert. Bei VRF-Systemen mit einer BUS-Anbindung genügt es, die Adressen jedes Innengeräts und jeder Fernbedienung neu zuzuordnen und zu programmieren. Dadurch entfällt der aufwendige Montageaufwand bei einem Umbau.
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Versorgung raumlufttechnischer Anlagen
Viele Büro und Gewerbeimmobilien sind mit einer kontrollierten Frischluftzufuhr über eine Zentrallüftungsanlage bzw. zentrale Raumlufttechnik ausgestattet. Um die einzubringende Frischluft zu konditionieren, stehen unterschiedliche Lösungen zur Verfügung. Die meisten VRF-Innengeräte verfügen standardmäßig über einen Anschluss zur Frischluftzufuhr. Somit kann auch die Frischluftversorgung durch VRF-Systeme erfolgen. Alternativ stehen Frischluftgeräte mit Wärmerückgewinnung zur Verfügung, die steuerungstechnisch mit in die VRF-Anlage eingebunden werden können und mit dieser eine regelungstechnische Einheit bilden.
Um eine konstante Zulufttemperatur zu realisieren, können für diese Anwendung Klima-Außengeräte mit Wärmepumpenfunktion eingesetzt werden. Die Konditionierung der Frischluft erfolgt bei diesem Konzept mit einer oder mehreren Außeneinheiten, die mit sogenannten Anschlusskits an den Wärmetauscher der Lüftungsanlage angebunden werden. Die Anschlusskits dienen dazu, die Verdichter exakt auf die Leistungsanforderung der Zentrallüftung abzustimmen und so einen effizienten Betrieb zu gewährleisten. Bei einer Kaskadierung der Außeneinheiten wird über einen automatischen Laufzeitausgleich die gleichmäßige Betriebszeit der Außengeräte sichergestellt.
Fazit
Zur Klimatisierung kleiner und mittlerer Büro- und Gewerbeimmobilien stehen je nach Gebäudegröße unterschiedliche Lösungen zur Verfügung. Neben Single- und Multisplit-Klimasystemen bieten kleine VRF-Systeme zum Heizen, Kühlen und zur Warmwasserbereitung ein breites Anwendungsspektrum. Für Gebäude mittlerer Größe eignen sich eher größere VRF-Klimasysteme gegebenenfalls mit Wärmerückgewinnungsfunktion, bei denen überschüssige Wärme genutzt und in andere Gebäudeteile verschoben werden kann.
Aufgrund modulierender Betriebsweise und drehzahlgeregelter Verdichter werden bei allen Systemen hohe Effizienzwerte erreicht und gleichzeitig die Energiekosten gesenkt. Die Konditionierung der Frischluft in Zentrallüftungsanlagen erfolgt heute oftmals mittels Klima-Außengeräten mit Wärmepumpenfunktion. Sie ermöglichen eine kostengünstige und sichere Betriebsweise und stellen eine vergleichsweise niedrige Investition dar. Zur Einzelkostenabrechnung unterschiedlicher Nutzungseinheiten in einem Gebäude kommen Softwarelösungen von Zentralsteuerungssystemen zum Einsatz.
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