Der Dichteunterschied bewirkt eine Luftmassenströmung, die sich im Türbereich bemerkbar macht und einen Ausgleichszustand anstrebt. Entsprechend der physikalischen Gesetze entflieht die warme Raumluft, die eine geringere Dichte hat, aus dem Gebäudeinneren über den oberen Teil der Tür nach außen. Gleichzeitig fällt die kalte Luft, mit höherer Dichte, in diesem Bereich nach unten und erzeugt dadurch eine kalte Luftzone in Fußbodennähe, die über die Türschwelle in den Verkaufsraum drängt. Durch ungünstige Windverhältnisse wird dieser Effekt noch verstärkt, sodass ein regelrechtes Unbehaglichkeitsgefühl im Eingangsbereich entsteht. Abhilfe kann ein Türluftschleiersystem schaffen. Über einen optimal ausgelegten Luftstrom in Verbindung mit ausreichender Temperatur bis zum Boden erzeugt er eine unsichtbare Wand, die den Außen- und Innenbereich voneinander trennt. Das folgende Projekt beschreibt die Einbindung eines Türluftschleiers in ein Klimatisierungs-Gesamtkonzept der Depot-Verkaufsfiliale in Heinsberg.
Aufgabenstellung
Die Klimatisierung der Filiale ist in der Vergangenheit über ein Lüftungsgerät mit einer Zu- und Abluft abgedeckt worden. Die Beheizung erfolgte über ein klassisches PWW-Register. Über die Verkaufsregale gelangte die Zuluft in das Ladenlokal. Damit dies so zugfrei wie möglich geschah, wurden die Regale von der hinteren Seite mit Frischluft durchströmt, was der Funktion eines Quellauslasses ähnelt. Durch die meist länglichen, tunnelartigen Verkaufsflächen der Filialen ergab sich jedoch ein hoher Temperaturunterschied zwischen dem vorderen Eingangsbereich und den hinteren Verkaufsflächen. Gerade in den Übergangs- und Winterzeiten staute sich die Wärme im hinteren Teil, bedingt durch die Beleuchtung und den Personenverkehr, während im vorderen Bereich ein Heizbedarf bestand. Dieser gleichzeitige Kühl- und Heizfall erforderte ein neues Klimatisierungskonzept.
Vor dieser Herausforderung stand die Gries Deco Company, als sie sich für die Modernisierung der Filialen ihrer Marke Depot entschied. Insgesamt erstreckt sich das Netz von derzeit 300 Filialen über Deutschland, Österreich und die Schweiz. Mittlerweile sind in fast allen größeren Städten Deutschlands eigenständige Filialen zu finden. Zusätzlich werden die Produkte auch in Kooperation mit Kauf- und Einrichtungshäusern angeboten. Sinngemäß setzte sich der Fachplaner für Depot aus Düsseldorf mit dem Key Account der Klimaspezialisten von der Alfred Kaut GmbH aus Wuppertal sowie den Türluftschleierspezialisten von Tekadoor GmbH aus Langenfeld zusammen, um eine Lösung zu diskutieren. Und die war schnell gefunden: In Absprache mit der Bauabteilung von Depot wurde das Ursprungskonzept komplett energetisch optimiert.
Türluftschleier kombiniert mit Wärmepumpentechnik
Grundsätzlich gibt es Türluftschleier in verschiedenen Ausführungen. Meist sind diese mit einem Elektroheizregister oder mit einem PWW-Register ausgestattet. Die Einbindung erfolgt dann entweder über den nächsten Stromanschluss oder über ein bereits installiertes Heizsystem, wenn möglich. In diesem Fall wurden für Depot direktverdampfende Tekadoor-Türluftschleier ge-wählt, was sich aus dem Gesamtkonzept für die Klimatisierung des gesamten Ladenlokals heraus ergab. Im Eingangsbereich der Depot-Filiale wurden drei deckenbündige Türluftschleier installiert. Die beiden äußeren Geräte werden jeweils über ein Panasonic Pac-i Außengerät betrieben, der mittlere Türluftschleier ist direkt an ein Eco-i 3-Way VRF-System mit Wärmerückgewinnungsfunktion angeschlossen, mit dem die gesamte Ladenfläche klimatisiert wird. Die erforderliche Technik für die Regelung und Kommunikation mit den Panasonic-Systemen wird direkt von Tekadoor bei der Produktion integriert, sodass vor Ort nur noch die Spannungsversorgung, die P-Link Busverbindung und der kältetechnische Anschluss erfolgen müssen. Da die Verkaufsfläche ohnehin über ein Eco-i 3-Way-System klimatisiert ist, wurde der mittlere Türluftschleier in das Wärmerückgewinnungssystem eingebunden. Dies hat folgenden Hintergrund: In den Übergangszeiten ist der Eingangsbereich auf Wunsch des Betreibers über die komplette Breite geöffnet. Zu dieser Zeit sind alle Luftschleier durchgehend in Betrieb. Da die Temperaturdifferenz zwischen dem Innen- und Außenbereich nicht so hoch ist, laufen alle Geräte parallel über die gesamte Türbreite. Über die Wärmepumpen wird der erforderliche Leistungsbedarf zur Verfügung gestellt. Bedingt durch die Inverter-Technik moduliert der Verdichter in der Außeneinheit seine Leistung und passt sie dem tatsächlichen Bedarf der Luftschleier an. Im Winter kann der Eingang über Glaselemente verschlossen werden, so- dass nur das mittlere Gerät den Eingangsbereich abdeckt und die beiden äußeren Geräte nur nach Anforderung einschalten.
Durch den gleichzeitigen Kühl- und Heizbedarf in den Verkaufsräumen kann die aufgenommene Wärme aus dem hinteren Teil über das 3-Way-System direkt in den Türluftschleier verschoben werden. Verschoben bedeutet, dass sobald innerhalb der Räumlichkeiten beide Betriebsmodi angefordert werden, die vom Kältemittel aufgenommene Wärme im Kühlbetrieb über das Rohrleitungssystem an eine andere aktive Inneneinheit im Heizbetrieb weitergeleitet wird. In diesem Fall zu den vorderen Inneneinheiten und dem Türluftschleier. Genau diese Wärmeverschiebung sichert die hohe Effizienz des Systems, denn der Hauptenergieverbrauch bezieht sich auf die Erzeugung der Kühlleistung. Der Türluftschleier nutzt die überschüssige Wärme aus dem Raum, die bei einem konventionellen System über die Außeneinheit an die Umgebung abgegeben würde.
Regelverhalten der Türluftschleier
Jedes Projekt ist ein wenig anders, und so entstand während der Planungsphase die Idee, die Türluftschleier aus Komfortgründen mit einer Zulufttemperaturregelung auszustatten. Diese Zielsetzung bezog sich vor allem auf hereinkommende Kunden, die beim Eintreten durch den barrierefreien Eingang nicht vor eine regelrechte Wärmewand laufen sollen, was durchaus als unangenehm empfunden werden kann. Dafür müssen folgende Voraussetzungen erfüllt werden: Die Regelung des direktverdampfenden Heizregisters der VRF-Anlage muss mit den Regelkomponenten des Türluftschleiers eine Sprache sprechen, und das Expansionsventil muss in Verbindung mit den EC-Ventilatoren gemeinsam die Leistung sowie den dazugehörigen Luftvolumenstrom variieren. Die Steuerung der Zulufttemperatur erfolgt über eine Kabel-Fernbedienung, die über den Türluftschleier mit dem VRF-System verbunden ist. Der Einsatz der EC-Motoren begünstigt in diesem Fall eine perfekte Regelabstimmung, zudem liegt der Wirkungsgrad bis zu 20 Prozent höher im Vergleich zu herkömmlichen Motoren, was sich wiederum positiv auf die Betriebskosten auswirkt. Über die einheitliche P-Link Bus-Technologie kommunizieren beide Systembaureihen miteinander, sodass eine übergeordnete Regelung überflüssig ist.
Fazit
Nach wie vor gehören Türluftschleier zum festen Bestandteil von Ladenlokalen in Fußgängerzonen oder Einkaufszentren. Durch ihre Flexibilität und unterschiedlichste Bauformen gibt es immer eine Möglichkeit der Einbindung bzw. Installation, sei es über warmes Wasser, das durch die Haustechnik schon vorhanden ist, oder im einfachsten Fall über den Stromanschluss mittels Elektroheizregister. Aufgrund der erfolgreichen Weiterentwicklung der Wärmepumpentechnik in den letzten Jahren ergeben sich jedoch neue Möglichkeiten, denn in den meisten Fällen wird heutzutage aufgrund hoher innerer Lasten eine Klimatisierung angestrebt. Das dafür erforderliche System bringt gleichzeitig auch die Wärmepumpentechnik mit, sodass die Türluftschleier bei der Konzeption direkt berücksichtigt werden können. Wie in diesem Projekt eingesetzt, können die Luftschleier autark betrieben werden sowie als zusätzliche Inneneinheit als ein fester Bestandteil des VRF-Systems. -
Miguel Franco
Key Account Manager, Alfred Kaut GmbH + Co., Wuppertal
Andreas DahmEbbinghaus
Vertriebsleiter und Key Account Manager, Tekadoor GmbH, Langenfeld
