Perfektes Klima mit Wasserkraft

Idyllisch am Edersee stehen mehrere Pumpspeicherkraftwerke, die von Eon betrieben werden. Aufgrund der zufriedenstellenden Produktivität der Stationen erfolgt momentan ein weiterer Ausbau der Gesamtleistung, sodass nach der aktuellen Ausbaustufe laut Eon ca. 15 Prozent der Pumpspeicherleistung für Deutschland aus dieser Region stammen werden. Wo aufwendige Technik ihren Dienst leistet, entsteht parallel meist Wärme, sei es durch Servertechnik oder durch große Motoren. Dies betrifft natürlich auch die Erzeugung von Strom aus nachhaltigen Energien, denn die Umsetzung von Wasserkraft oder Windkraft in Strom benötigt technische Geräte, die sowohl in den Leitstellen als auch in den Maschinenräumen zu finden sind.

Grundsätzliches zur TechnikraumKlimatisierung

Bei der Planung eines Klimasystems für den Betrieb in Technikräumen müssen sowohl die Einsatzbedingungen als auch die Merkmale der Geräte genau berücksichtigt werden. Es reicht nicht aus, einfach die elektrische Aufnahmeleistung der wärmeerzeugenden Komponenten zu addieren, um damit die Kühllast zu berechnen. Der erste Schritt sollte die Ermittlung der tatsächlichen Wärmeabgabe über die technischen Daten der Dokumentation bzw. über den Hersteller sein. Damit wird von vornherein vermieden, dass die Anlage überdimensioniert wird. Zum einen macht dies Sinn, weil die Investitionskosten je kW installierte Kälteleistung nicht unnötig hoch sind, zum anderen kann je nach Einsatzbereich der nachfolgend beschriebene Effekt auftreten. Die Luftfeuchte spielt generell, jedoch besonders in Technikräumen, eine bedeutende Rolle, was die Auslastung des Systems angeht. Was bei Standard-Installationen nicht ausschlaggebend ist, wird in Technik­räumen umso interessanter. Grundsätzlich werden die Nennleistungen und Leistungszahlen aller Klimasysteme herstellerübergreifend bei einem festgelegten Temperaturwert getestet. Und genau auf diesen Werten basieren unter anderem die Verdampfergrößen sowie deren Lamellenabstände. Die Nenndaten der Klimageräte beziehen sich auf 27 °C Trockenkugeltemperatur und 19 °C Feuchtkugeltemperatur bei einer r. F. von 45 Prozent. Der untere Einsatzbereichder Systeme liegt bei 14 °C Feuchtkugeltemperatur. Die Tatsache, dass kältere Umgebungsluft im Winter weniger Feuchtegehalt hat und das Klimasystem zusätzlich im Kühlbetrieb entfeuchtet, sorgt für eine niedrige Luftfeuchtigkeit in den Räumen. Die Folge ist ein Ungleichgewicht zwischen dem sensiblen und dem latenten Anteil in der Luft, auf den der Verdampfer abgestimmt ist. Der geringe Feuchteanteil bewirkt, dass dem Verdampfer ein Teil der Feuchte als Abnahmequelle fehlt. Als Reaktion auf diese zu geringe Abnahme sinkt die Verdampfungstemperatur langsam ab. Umso trockener der Raum im Laufe der Zeit wird, desto mehr bewegt sich die Verdampfungstemperatur im Vereisungsschutzbereich. Diese Tatsache ist früher in unbemannten Serverräumen nicht unbedingt aufgefallen, denn die Klimasysteme hatten einen Ein/Aus-Verdichter, der bei Frostschutzalarm selbstständig aus- und wieder einschaltete. In Verbindung mit der heutigen Invertertechnik verhält es sich anders. Das System verringert seine Leistung, sobald der Frostschutz greift, und versucht selbstständig aus diesem Bereich herauszufahren. Grundsätzlich ist dies auch gewünscht, am Ende bleibt jedoch die Kühllast im Raum gleich hoch, während das Klimasystem aufgrund der geringen Feuchte die Leistung reduziert und damit nicht den eingestellten Sollwert erreicht. Werden diese Bedingungen von vornherein bei der Planung berücksichtigt, lassen sich solche Situationen leicht über die Geräteauswahl kompensieren. Ziel sollte es sein, die Entfeuchtung so gering wie möglich zu halten und die Leistung der Anlage möglichst unter Berücksichtigung des sensiblen sowie latenten Anteils der Luft in Verbindung mit der Kühllast zu bestimmen.

Sicherer Betrieb mit der Utopia-Serie von Hitachi

Im Pumpspeicherkraftwerk am Edersee wurden zwei Räume klimatisiert. Im ersten Geschoss befindet sich ein Notstrom-Aggregat, das für den Fall des Einsatzes gekühlt werden muss. Bedingt durch die fensterlose Bauweise, würde die Abwärme den Raum in kürzester Zeit so weit aufheizen, dass eine sichere Notstromversorgung nicht mehr zu gewährleisten wäre. Die Einbindung in das vorhandene Luft-Kanalsystem erfolgt über ein RPI-Kanalgerät mit einer Nennkälteleistung von 14 kW. Da die Räume unbemannt sind, ist zusätzlich ein Zusatzmodul HKZ-FS2 in das System eingebunden, das Betriebs- und Störmeldungen an die vorhandene Gebäudeleittechnik weiterleitet.

Im zweiten Obergeschoss befindet sich ein Technikraum. Es handelt sich hier ebenfalls um einen innenliegenden Raum, der zusätzlich mit Frischluft versorgt wird. Unter Berücksichtigung der Feuchtkugeltemperatur und der tatsächlichen Kühllast wurde das System mit der dementsprechenden Kühlleistung ausgelegt. Bei der Auslegung wird auch die gewünschte Raumlufttemperatur festgelegt. In der Regel sind in derartigen Räumen meist um die 22 bis 23 °C erforderlich. Berücksichtigt man darauf bezogen die untere Feuchtkugeltemperatur des Klimasystems, liegt die relative Luftfeuchte bei einer Feuchtkugeltemperatur von 14 °C um die 35 bis 40 Prozent. Um nicht unter diesen Wert zu gelangen, gibt es verschiedene Möglichkeiten. Hilfestellung bei der Auslegung der Klimasysteme bietet die Hi-Toolkit-Software von Hitachi. Sie unterstützt bei der Rohrleitungsdimensionierung sowie bei der Geräteauswahl. Unter anderem kann dort die Feuchtkugeltemperatur für das Projekt festgelegt werden. Mit dieser Eingabe wird die verfügbare Kälteleistung des Systems automatisch ermittelt und kann passgenau mit der vorhandenen Kühllast abgestimmt werden. Im späteren Betrieb können anschließend weitere individuelle Anpassungen des Systems vorgenommen werden. Die eingesetzte Utopia-Serie von Hitachi verfügt über eine Programmierebene, mit der unter anderem die Luftleistung der Inneneinheit angehoben werden kann. Der erhöhte Volumenstrom führt zu einer geringeren Entfeuchtung im Kühlmodus und damit zu einem stabilen Betrieb ohne Temperaturschwankungen. Auch dieses System wurde zur Überwachung über das Zusatzmodul HKZ-FS2 mit der Gebäudeleittechnik verbunden. -

Notstromversorgung

Kälteleistung: 14 kW

Außengerät RAS-6HRNM1E

Innengerät mit Kanalanschluss RPI-6FSN2E

Zusatzplatine für die Gebäudeleittechnik HKZ-FS2

Öl-Auffang- und Rückhaltesystem für Klima- und Kälteanlagen

Technikraum

Kälteleistung: 25 kW

Außengerät RAS-10HRNSE

Innengerät mit Kanalanschluss RPI-10FSN2E

Zusatzplatine für die Gebäudeleittechnik HKZ-FS2

Öl-Auffang- und Rückhaltesystem für Klima- und Kälteanlagen

Vertriebsmitarbeiter der Hans Kaut GmbH, Wuppertal

Produktmanager Klimatechnik, Hans Kaut GmbH, Wuppertal