Die klassische VRF-Kälteanwendung führt Wärmelasten aus Räumen und Gebäuden nach außen ab. In der Regel wird dabei die vorhandene Raumluft angesaugt und die Wärme über einen Wärmeübertrager auf ein Kältemittel übertragen. Das Kältemittel transportiert die (Wärme-)Energie zum Außengerät, wo sie wiederum über einen Wärmeübertrager an die Außenluft abgegeben wird.
Im Gebäudebestand stellt sich die Situation häufig etwas differenzierter dar. Bauseitige Gegebenheiten können klimatechnische Lösungen notwendig machen, bei denen die Wärme nicht direkt über Luft abgeführt werden kann, sondern mittels Wasser aus dem Gebäude geleitet werden muss. Das kann zum Beispiel der Fall sein, wenn die Wärmelasten über weite Strecken im Gebäude transportiert werden müssen oder ein klassischer Luftauslass aufgrund der engen Umgebungsbebauung nicht möglich ist. Dies stellt an planende und ausführende Fachbetriebe besondere Anforderungen im Hinblick auf eine passende Produktlösung.
Ein solcher Fall lag vor, als die Sparkasse Karlsruhe Ettlingen ihre Filiale von Grund auf modernisieren lassen wollte. Neben der kompletten Neugestaltung der Innenräume sollte in diesem Rahmen der gesamte Kunden- und Geschäftsbereich mit Klimageräten ausgestattet werden. Eine Aufstellung der Außeneinheit außerhalb des Gebäudes war aufgrund be-engter Platzverhältnisse und der Eigentümerstruktur des sechsgeschossigen Wohn- und Geschäftshauses nicht möglich. Als Lösung kam eine Außeneinheit mit einem wassergekühlten Wärmeübertrager vom Typ PQHY-P200-YHM-A zum Einsatz, die in einem Technikraum im Untergeschoss des Gebäudes platziert werden konnte. Das bei der Sparkasse in Karlsruhe installierte Klimasystem aus der City Multi Serie hat eine Gesamtkälteleistung von 22 kW mit einem EER von 5,71.
Einfacher Systemaufbau
Ausgangspunkt war die Versorgung der ca. 600 m2 großen Sparkassenfiliale mit einem angenehmen Raumklima. Aufgrund der Lage der Bank im Erdgeschoss, eines zum Teil sehr hohen Personenaufkommens und der reichhaltigen technischen Ausstattung entstehen hier große Wärmelasten, die geordnet abgeführt werden müssen. Während sich die Auslegung der abzuführenden Wärmelast und die Auswahl der passenden Innengeräte mit den klassischen Instrumenten und Produkten der Klimatechnik umsetzen ließ, stellte die Abführung der Wärmelast aus dem Erdgeschoss eine besondere Herausforderung für uns dar“, so Gary Metzger, Geschäftsführer der Metzger Kälte- und Klimatechnik GmbH aus Karlsruhe.
Eingebunden in das Kühlkonzept sind die Kundenhalle mit den Geldautomaten, die Schalterhalle, der Kassenraum sowie die Beraterzimmer im hinteren Bereich der Sparkasse. Zudem wird der Technikraum hinter den Geldautomaten sowie im Untergeschoss ein weiterer Technikraum mit einer als Notfallkühlung ausgelegten Anlage für den Telefonverteiler gekühlt. Der Systemaufbau der Klimaanlage ist relativ einfach: Das Kältemittel R 410 A transportiert die aufgenommene Wärme von den Innengeräten zum wassergekühlten Außengerät, das im Kellergeschoss steht. Dort wird die abzuführende Wärme über hochleistungsfähige Plattenwärmeübertrager auf ein Wasser-Glykol-Gemisch übertragen. Das Wasser-Glykol-Gemisch wird auf die Wärmeübertrager von zwei Rückkühlern geleitet und die Wärme an die Außenluft abgegeben.
Die beiden Rückkühleinheiten wurden unter die Decke in der Tiefgarage gesetzt. Mit diesem Standort wurde eine gute Wahl getroffen, da die Tiefgarage immer über genügend Luftzufuhr verfügt und schon allein aufgrund der Emissionen durch den Personenkraftverkehr ständig gut durchlüftet ist. Die Wärme aus der Klimaanlage kann also jederzeit ungehindert abziehen. Dieser Vorteil wird auch von Komponenten anderer Klimasysteme im Gebäude genutzt, die unterschiedlichen Eigentümern gehören.
Hohe Energieeffizienz durch Temperatur-Sollwert-Vorgabe
Aufgabenschwerpunkt für die neue Klimaanlage ist die Verbesserung des Komforts für die Kunden und die Mitarbeiter. Das kann Vorteile bei Kundengesprächen bringen: Das angenehme Raumklima fördert die Konzentrationsfähigkeit und schafft Wohlempfinden beim Kunden und Berater. Für das optimale Raumklima kann die Temperatur individuell für jeden Beraterraum bzw. die Kundenhalle über lokale Kabel-Fernbedienungen vom Typ PAR-31MAA eingestellt werden. Die voreinstellbare Begrenzung auf einen Temperatur-Sollwert liegt in den Beraterzimmern bei 24 °C und in der Kundenhalle bei 22 °C. Diese Soll-Werte sind von der Sparkassenleitung gewünscht. Und auch dass es eine Begrenzung gibt, ist gewünscht, um die Aufgaben der klassischen Heizungs- und der Klimaanlage nicht miteinander zu vermischen und doppelt Energie zu verbrauchen. Gekühlt werden können die Räume erst ab einer bestimmten Außentemperatur, sofern sich die Heizungsanlage im Stand-by-Modus befindet bzw. ganz ausgeschaltet ist.
Die wassergekühlte Außeneinheit ist kompatibel mit allen Teilen der City Multi Serie, beispielsweise den Standard-Innengeräten. Die Einbindung gestaltete sich also genau so wie bei einer luftgekühlten Einheit“, so Metzger. Die Klimaanlage umfasst insgesamt zwölf Inneneinheiten, die überwiegend als Deckenkassetten im Euro-Rastermaß ausgeführt sind. Durch die geringe Einbauhöhe der 4-Wege-Deckenkassetten vom Typ PLFY war der Einbau in die vorgegebenen Zwischendecken nach genormtem Eurorastermaß sehr einfach. Lediglich im Technikraum hinter den Geldautomaten sorgt ein Wandgerät der PKFY-Baureihe für Kühlung.
Mit Monitoring Energieverbrauch senken
Großen Wert legte die Sparkassenleitung auf die kontinuierliche Erfassung des Energieverbrauchs. Diesem Wunsch konnte mit der Energiemanagement-Software für die zentrale Fernbedienung GB 50 entsprochen werden. Zusätzlich wurden alle Komponenten des neuen Klimasystems auf Wunsch des Kunden über den KNX/EIB-Standard in die Gebäudeleittechnik eingebunden. Über die KNX-Anbindung wird von dem Fachhandwerksunternehmen der Energieverbrauch erfasst und über das Verhältnis von abgegebener Energie und elektrischer Leistungsaufnahme in regelmäßigen Abständen die Jahresarbeitszahl (JAZ) ermittelt.
Dem Betreiber bieten sich wahlweise die Möglichkeiten die Anlagendaten entweder fernauslesen zu lassen oder vor Ort an der Systemfernsteuerung das Monitoring aufzunehmen. Aufgrund der hohen Sensibilität von Daten eines Finanzinstituts entschied sich der Kunde für eine Datensicherung und -übertragung auf einem Wechseldatenträger durch den Fachbetrieb vor Ort. Die Datenauswertung findet dann im heimischen Betrieb am PC statt. Eine separate Software oder ein Zusatzmodul ist dafür nicht extra erforderlich, sondern kann mit der Systemsoftware durchgeführt werden.
Darüber hinaus besteht für den technischen Leiter der Sparkasse die Möglichkeit, die Klimaanlage auch mit der zentralen Systemsteuerung zu bedienen, zu kontrollieren und so den Energieverbrauch, beispielsweise durch Änderung der Anlagenparameter, gegebenenfalls zu optimieren. Diese Ansteuerung erfolgt über einen separaten PC/Laptop, der nur mit dem Intranet der Sparkasse verbunden und für einen externen Zugriff gesperrt ist.
Fazit
Im Rahmen der Sanierung wurde die Sparkassenfiliale mit einem energiesparenden Klimasystem ausgestattet. Die Installation der Klimaanlage stellte den Kälteanlagenbauer vor einige Herausforderungen. Die baulichen Gegebenheiten machten eine klassische Installation mit einem luftgekühlten Außengerät unmöglich. Zu diesem Zweck stehen im Rahmen der City Multi Baureihe wassergekühlte Außengeräte zur Verfügung, die die überschüssige Wärme über ein Glykol-Wasser-Gemisch und Rückkühler abführen. Sie eigenen sich besonders für Gebäude, deren Architektur spezielle Lösungen erfordern.
Als weiterer Schwerpunkt konnten die Geräte über eine Systemfernbedienung wie vom Auftraggeber gewünscht in eine KNX/EIB-basierte Gebäudeleittechnik eingebunden werden. Um den Energieverbrauch zu erfassen und gegebenenfalls weiter zu optimieren, kommt eine Software für das Energiemanagement zum Einsatz, mit der die Arbeitszahl kontinuierlich gemessen, überprüft und ausgewertet werden kann.
