In der Ausbildung mehr Gewicht auf die Klimatechnik

Zum BIV-Lehrertreffen, das traditionell immer in den Tagen vor Christi Himmelfahrt stattfindet, lud diesmal der Hauptsponsor Danfoss Kältetechnik nach Offenbach ein. Insgesamt nahmen rund 40 Vertreter aus den verschiedenen Bildungseinrichtungen teil. Das vielfältige Vortragsprogramm, das von den Lehrern und den Sponsoren aus der Industrie bestritten wurde, behandelte diesmal neben der Kältetechnik als weiteren thematischen Schwerpunkt klimatechnische Anlagen. Dieser Bereich kommt im neuen Rahmenlehrplan des Ausbildungsberufes Mechatroniker/Mechatronikerin für Kältetechnik, der von der Kultusministerkonferenz im März 2007 beschlossen wurde, jetzt wesentlich stärker zur Geltung und nimmt im Unterricht einen entsprechend größeren Raum ein.

Im Lernfeld 15, das sich ausschließlich mit Klimatechnik befasst, sollen die Auszubildenden raumlufttechnische Anlagen bauen. Die Aufgaben umfassen die Wahl des geeigneten RLT-Systems anhand von Kundenwünschen und technischen Anforderungen. Es sind Fließbilder zu erstellen, Brandschutzmaßnahmen zu planen, Regelstrategien zu entwickeln sowie geeignete Befeuchtungsverfahren und Filtersysteme auszuwählen. Die Lernziele umfassen den gesamten Bereich von der theoretischen Bewertung im h,x-Diagramm für feuchte Luft bis zur Erstellung von Messprotokollen. Schließlich sollen die Schüler in die Lage versetzt werden, Kunden über ressourcenschonende Verfahren und Möglichkeiten der Energierückgewinnung zu beraten. Dieses Lernfeld 15, das im 3. Lehrjahr angesiedelt ist, fasst also das gesamte Aufgabenspektrum bei der Erstellung von klimatechnischen Anlagen von der Kundenberatung und Planung bis zum Bau und der Inbetriebnahme zusammen. Es baut auf die Grundlagen aus dem 1. und 2. Lehrjahr auf, bei denen sich die Auszubildenden praktisches und theoretisches Wissen zu Detailfragen aus der Klimatechnik erarbeitet haben.

Der Rahmenlehrplan Mechatronikerin/Mechatroniker für Kältetechnik enthält also eine umfangreiche Wissensvermittlung zum Thema Lüftungs- und Klimatechnik. Hinzu kommt die Kompetenz in Sachen Umgang mit Kältemitteln, die zum Beispiel bei den Anlagenmechanikern/innen für Sanitär-, Heizungs-, und Klimatechnik nur in Randbereichen durch die Ausbildungsordnung und Rahmenlehrpläne abgedeckt wird. Zudem steht sie lediglich mit anderen versorgungstechnischen Systemen (z.B. Druckluft, Gas) in Zusammenhang, wie es die aktuelle Studie vom Heinz-Piest-Institut für Handwerkstechnik (HPI) ermittelte. Nach dieser Studie lässt sich im SHK-Gewerk kein ausgewiesener Schwerpunkt in Sachen Klimatechnik erkennen. Die erforderlichen Kompetenzen für die Klimatechnik und den Umgang mit Kältemitteln vermittelt die Ausbildung zum Mechatroniker/zur Mechatronikerin für Kältetechnik.

Auch die Kälte kam selbstverständlich nicht zu kurz

Neben dem von den Lehrern gewünschten Themenschwerpunkt Klima kam beim BIV-Lehrertreffen selbstverständlich auch die Kälte nicht zu kurz. Und so ging es gleich nach der offiziellen Begrüßung der Teilnehmerinnen und Teilnehmer durch Heribert Baumeister, stellvertretender Bundesinnungsmeister, Holger Naumann, Vertriebsleiter Deutschland, Österreich und Schweiz von Danfoss Kältetechnik sowie Dr. Uwe Bolz als Vertreter des Organisators Gentner Verlag in medias res: Mit dem Thema Moderne Verdichter- und Verflüssigungssatztechnologie begann Stephan Bachmann, Technischer Verkauf Kältetechnik bei Danfoss Kältetechnik, die Vortragsreihe.

Bei den Standard-Verflüssigungssätzen verfolgte Danfoss in der letzten Zeit das Ziel, eine neue Palette von kleinen Gewerbeverdichtern mit engen Leistungsabstufungen zu entwickeln. Neben einer hohen Energie­effizienz lag dabei der Fokus auch auf dem Lärmschutz, weil die Geräuschsensibilität der Kunden in den letzten Jahren stark zugenommen habe. Immer breiter werde auch das Angebot an Komplett-Verflüssigungs­sätzen. Diese würden ein hohes Maß an Schallschutz bieten, weil die Gehäuse für die Verdichter gedämmt werden und weil zusätzliche Drehzahlregelungen möglich sind. Neben Geräten mit kleinen Verdichtern sind auch größere Ausführungen mit zwei Ventilatoren in Tower-Bauweise im Angebot. Zunehmend entwickeln sich die Anlagen zu stecker­fertigen Komplettlösungen mit integriertem Schaltschrank. Die verarbeiteten Komponenten wie Filtertrockner, Schaugläser, Druckschalter, Verdichter, Lüfter-Drehzahlregelung, elektrische Bauteile und Absperrventile sind alles Produkte des dänischen Herstellers.

Neu sei auch die Kälte-Scroll Baureihe MLZ, die in Sicherheit, Effizienz und Lautstärke verbessert wurde. Die mit selbstausrich­tenden Scrolls ausgerüsteten Geräte seien kleiner als Scrollverdichter vergleichbarer Leistung und um 25 % leichter. Zudem hätten sie weniger Schweißnähte. Die Verdichterleistungen liegen im Bereich von 4 bis 23 kW. Am Schluss ging Bachmann auf vollhermetische Verdichter mit FU-Drehzahlregelung ein, was derzeit noch nicht Standard sei. Bei Paket-Angeboten von Danfoss werden die FU-Parameter voreingestellt. Die Saugdruckregelung ist ebenfalls integriert.

Klimatechnik aus verschiedenen Perspektiven

Drei Vorträge deckten mit den Themen dezentrale Klimatechnik, Wärmerückgewinnung bei Zentralgeräten und Brandschutz bereits einen großen Bereich der Klimatechnik ab. Von Emco Klima aus Lingen referierte Stefan Bauer, Leiter Project-Account, zum Thema Dezen­trale Klimatechnik Systemvergleich, Architekturintegration, Energieeffizienz, Behaglichkeit, Schallschutz. Das Angebot des Herstellers umfasst den sichtbaren Teil der Klimatechnik. Im Einzelnen sind dies Luftdurchlässe, Konvektoren, Kühldecken, dezentrale Lüftungssysteme, Fenster- und Schalldämmlüfter, Luftschleieranlagen, kompakte Klimageräte zum Nachrüsten im sichtbaren Bereich oder für den Einbau in Zwischendecken sowie Geräte zur PCM-Klimatisierung. PCM steht für Phase Chance Material. Hier wird kühle Nachtluft genutzt, um dem Speichermaterial meist eine Mischung von Paraffinen Wärme zu entziehen, wodurch es erstarrt. Am Tag nimmt der Speicher während des Schmelzvorgangs des Latentspeichermaterials die Wärme wieder auf und kühlt so die Zuluft oder Sekundärluft.

Zur steigenden Relevanz der Klima- und Lüftungstechnik führte Bauer die Entwicklungen bei modernen Gebäuden an: Fenster und Fassaden werden immer dichter und weisen einen besseren Wärme- und Schallschutz auf. Das sei durchaus gewollt, führt aber auf der anderen Seite zu hohen Luftfeuchtigkeiten und Temperaturen in den Innenräumen. Bekannte Folgen sind mangelhafte Behaglichkeit und Bauschäden (Feuchtigkeit, Schimmel). Abhilfe ist nur durch entsprechende RLT-Anlagen möglich. Im Referat wurden die verschiedenen Möglichkeiten dargestellt sowie Vor- und Nachteile erörtert. Die VDI 3804 unterscheidet folgende Anlagentypen:

• Nur-Luft-Anlagen
• Zentrale Luft-Wasser-Anlagen
• Dezentrale Luft-Wasser-Anlagen
• Nur-Wasser-Anlagen
• Direktverdampfer-Anlagen

Im Sinne einer hohen Energieeffizienz sind in der Regel die Luft-Wasser-Systeme den Nur-Luft-Systemen vorzuziehen. Auch wenn zusätzliche Versorgungsleitungen für das Wasser erforderlich sind, so werden auf der anderen Seite die Kanalgrößen kleiner, weil nur der hygienisch erforderliche Mindestluftwechsel bewegt werden muss. Das spart Platz und im späteren Betrieb wegen der geringen Luftmengen Energie. Wichtig sei auch die Frage, ob ein zentrales oder dezentrales RLT-System gewählt wird. Beide Möglichkeiten haben Vor- und Nachteile, die projektspezifisch gewichtet werden müssen. Bei der dezentralen Technik sei zum Beispiel die individuelle Abrechnung von Energiekosten leicht zu realisieren. Auch die Akzeptanz sei gut, weil die Nutzer individuellere Eingriffsmöglichkeiten haben. Darüber hinaus lässt sich durch eine Sensorik, die An- oder Abwesenheit feststellt, Energie einsparen. Dennoch fällt die zentrale Technik beim Thema Energieeffizienz nicht zurück, weil sich in Klimazentralen kostenintensive, aber dafür hocheffiziente Verfahren zur Wärmerückgewinnung meist in sehr kurzer Zeit amortisieren.

Methoden zur Wärmerückgewinnung

Dies ist dann auch gleich das überleitende Stichwort zum Vortrag von Dr.-Ing. Jürgen Röben, Geschäftsführer der Menerga GmbH. Das Unternehmen baut in Mülheim an der Ruhr Zentralklimageräte mit hohen Ansprüchen an die Energieeffizienz. Dieses Ziel werde seit der Gründung im Jahr 1980 verfolgt, als das Unternehmen mit dem Bau von Klimageräten für Schwimmbänder begann, die Röben als Königsdisziplin der Klimatechnik bezeichnete. Im Vortrag wurden drei grundsätzlich verschiedene Methoden zur Wärmerückgewinnung dargestellt:

• rekuperative Verfahren mit festen Austauschflächen
• regenerative Verfahren unter Verwendung von Speichermassen, die Wärme und Feuchte übertragen
• Wärmepumpen-Verfahren

Alle drei Verfahren werden in den Apparaten des Herstellers realisiert. In der Regel lassen sich bei regenerativen Verfahren mit vertretbarem Aufwand höhere Rückgewinnungsgrade erzielen. Mit den weitverbreiteten Rotationswärmeübertragern seien etwa 75 % Rückgewinnung möglich. Der von dem Mülheimer Unternehmen gebaute Wärmerückgewinner mit Speicherplatten erreiche sogar Werte bis etwa 90 %. Hier werde der Luftstrom durch ein Klappen-System so geleitet, dass sich die beiden Wärmespeicher wechselweise be- oder entladen. Im Sommer lasse sich die Wärmerückgewinnung zur Vorkühlung der Zuluft einsetzen.

Bei der rekuperativen Wärmerückgewinnung hat der Hersteller Geräte aus Polypropylen (PP) entwickelt. Gerade bei Schwimmbädern sei die Verwendung von Aluminium in Wärme­übertragern problematisch, da die aufgrund der Desinfektions­mittel recht aggressive Luft schnell zu schweren Korrosionsschäden führt, was durch beeindruckende Fotos belegt wurde. Wärmeübertrager aus PP seien zwar beständig und weder Schmutzpartikel noch Bakterien blieben dort haften, dafür lasse sich das Material nicht kleben. Hier kommen spezielle Schweißverfahren zum Einsatz, wie Röben berichtete. Mit den Wärmetauschern aus PP lasse sich nun auch eine indirekte Verdunstungskühlung mit starkem ­Wasserüberschuss realisieren. Das Wasser wird in den Abluftstrom eingedüst, der nun die Zuluft im Kreuz-Gegenstrom abkühlt. Für viele Praxisanwendungen reiche der Effekt für die Klimatisierung bereits aus. Nur wenn sehr hohe Anforderungen an die Temperaturkonstanz bestehen oder Entfeuchtung verlangt wird, sei zusätzliche Kompressionskälte erforderlich.

Die Wärmerückgewinnung durch Wärmepumpen beschrieb Röben am Beispiel der Schwimmbadklimatisierung. Dort könne aus der feuchten Abluft eine große Wärmemenge durch Kondensation zurückgewonnen werden, die der Zuluft über den Verflüssiger ­wieder zugeführt wird.

Brandschutz

Der Brandschutz in der Kälte- und Klimatechnik war das Vortrags­thema von Bernd Höfler, Verkaufsleiter Kältehandel Deutschland bei Armacell. Es ging um Anforderungen von Brandschutzmaßnahmen und deren Ausführung in Fluren und bei Abschottungen.

Für Flucht- und Rettungswege wäre z.B. die Produktgruppe Okafoam A2 sehr gut geeignet, die aus nichtbrennbarem Dämmstoff mit Alugrobkornummantelung bestehe. Mit einer Wärmeleitfähigkeit von λ=0,033 W/mK sei der Dämmstoff zudem sehr energiesparend. Als Zubehör gibt es Schalen, Bogen, Platten, Kälterohrträger und Brandwanddurchführungen, was die Installationsarbeit vor Ort vereinfache.

Soll eine Leitung durch raumabschließende Bauteile, also Wände und Decken, geführt werden, für die eine Feuerwiderstandsfestigkeit vorgeschrieben ist, so darf dies nur geschehen, wenn eine Brandausbreitung ausreichend lang nicht zu befürchten ist oder Vorkehrungen dagegen getroffen werden. Rohrdurchführungen müssen also einen entsprechenden Feuerwiderstand aufweisen. Eine in der Praxis schnell und einfach anzuwendende Methode stellte Höfler mit Armaflex Protekt R-90 vor, das im Brandfall aufschäume und mit dem sich nichtbrennbare und brennbare Rohrleitungen unkompliziert abschotten lassen. Das Produkt werde einfach über den Rohrabschnitt geschoben, der durch die Wand oder Decke führt. Alternativ könne der Schlauch auch geschlitzt, um das Rohr gelegt und anschließend mit einem Spezialkleber des Herstellers verklebt werden. Längs- und Stoßnähte seien mit einem speziellen Klebeband abzudecken. Der Verschluss der Restöffnung könne mit bauüblichem Mörtel oder Füllspachtel erfolgen. Von besonderem Vorteil für Kälteanlagenbauer sei auch die Möglichkeit, Steuerungskabel oder Kondensatleitungen durch das Schott mit hindurchführen zu können. Außerdem könnten die mit dem Brandschutzschlauch umgebenen Rohre ohne Abstand durch die Wand geführt werden, was eine kompakte Installation ermöglicht. Zum Verschließen der Fugen würde sich die neue Brandschutzpaste Armaprotect 1000 anbieten. Diese ist selbstaushärtend und könne auch mit den Fingern ohne Schalung verarbeitet werden. Am Schluss stellte Höfler die Online-Planungshilfe Plantec des Herstellers vor.

Brandschutz war auch das Thema eines Vortrags von Studiendirektor Dieter Schmidt von den Berufsbildenden Schulen Springe, der eine interaktive Unterrichtseinheit mit Gruppenarbeit vorstellte. Hierzu werden zwei unterschiedliche Arbeitsblätter an die Schüler verteilt. In der ersten Phase muss jeder Schüler sein Blatt bearbeiten und die Fragen schriftlich beantworten, die er danach seinem Nebensitzer erklärt. In der zweiten Phase setzen sich die Schüler mit gleichen Arbeitsblättern in zwei großen Gruppen zusammen. Verschiedene Sprecher sollen dann die Erkenntnisse zu den einzelnen Punkten präsentieren. Dieser Vortrag wird von der Gegengruppe bewertet. Dass auf diese Weise auch ein trockenes Thema wie Brandschutz durch aktive Mitarbeit wesentlich engagierter bearbeitet wird, erfuhren die Lehrer im Selbstversuch, nachdem Schmidt seine roten und blauen Arbeitsblätter verteilt hatte und die Unterrichtsstunde für seine Kollegen moderierte.

Weitere gelungene Unterrichtseinheiten, beispielsweise mit Simulationsprogrammen, messtechnischen Analysegeräten oder speziell entwickelten Unterlagen wurden ebenfalls auf dem Lehrertreffen von den Lehrkräften präsentiert. Manche Vortragsthemen waren auch etwas trockener: Stephan Hofmann, Schulleiter der Norddeutschen Kältefachschule, referierte über Europäische Verordnungen und nationale Ergänzungen zu Kältemitteln (insgesamt 7 Stück) und deren Umsetzung. Präsentiert und diskutiert wurden auch die Aufgaben der neuen Gesellenprüfung, Teil 2 selbstverständlich unter strengsten Geheimhaltungsauflagen.

Die Vortragsreihe schloss Horst Wendelborn, Key Account Manager Food Chain, am Vorabend zum Exkursionsprogramm. In seinem Beitrag ging es um die Steigerung der Energieeffizienz von Kälteanlagen. Ein Beispiel, wie dies erreicht werden könne, sei bei Verbundanlagen die Regelung eines Kompressors mit Frequenzumformer. Durch Zu- oder Abschalten der ungeregelten Kompressoren ergibt sich daraus ein weitgehend dichtes Leistungsspektrum, mit dem sich die Kälteleistung wesentlich genauer an den Bedarf anpassen lässt als bei konventionellen Verbundanlagen. Durch den Frequenzumrichter verlängern sich die Laufzeiten und die Effizienz der Anlage erhöht sich.

Exkursion zum Frankfurter Flughafen Kältetechnik inklusive

Am letzten Tag des Lehrertreffens ging es zum Frankfurter Flughafen. Auf dem Programm stand eine Besichtigungsfahrt im Bereich des Vorfelds der Terminals mit dem Omnibus. Dort konnten die Servicearbeiten, die Be- und Endladung von Frachtmaschinen, Starts und Landungen aus der Nähe erlebt werden.

Teil 2 des Exkursionsprogramms führte in das Perishable-Center, das ebenfalls auf dem Flughafengelände angesiedelt ist. Dies ist der Warenumschlagplatz und das Zwischenlager für verderbliche Güter, die über den Frankfurter Flughafen importiert werden. Entsprechend sind vor Ort alle Kontrollstellen für die EU-Grenzüberwachung installiert sowie tierärztlich Kontrollstellen, Pflanzenschutz­dienste und die Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung, was kurze Handlings- und Transitzeiten ermögliche. Die Lagerfläche des Perishable-Center umfasst 9000 m². Hinzu kommen 2600 m² Bürofläche. Im Lagerbereich ist die flexible Einstellung von 20 verschiedenen Temperaturbereichen von 24 bis +24 °C möglich. Entsprechend optimale Lagerbedingungen lassen sich für die Produkte, die dort gelagert werden, einstellen. Hauptsächlich sind dies Fisch, Fleisch, Obst, Gemüse, Blumen, Pflanzen und Pharmazeutika insgesamt etwa 100000 t Luftfrachtaufkommen pro Jahr.

Fest steht heute schon wieder der Termin für das nächste BIV-Lehrertreffen, es ist die verkürzte Woche vor Christi Himmelfahrt. Der Ort wird wie immer erst später bekannt gegeben.U.B.-

An dieser Stelle ein herzliches Dankeswort an die Sponsoren, die diese Veranstaltung unterstützt haben. An erster Stelle

• Danfoss Kältetechnik

als Hauptsponsor und in alphabetischer Reihenfolge

• Armacell
• Bundesinnungsverband BIV
• Emco Bau- und Klimatechnik
• Gentner Verlag
• Menerga