Optimaler Energieeinsatz durch moderne Klimasysteme

„Da alle Bereiche individuell, energiesparend und komfortabel beheizt, klimatisiert und mit Frischluft versorgt werden sollten, bestand die Herausforderung an die technische Gebäudeausrüstung darin, ein flexibles und anspruchsvolles Konzept zu entwickeln, das den hohen Effizienz- und Komfortansprüchen gleichermaßen gerecht wird“, erklärt Mattias Brunzel, Projektleiter und Prokurist bei der Wirth Klimatechnik GmbH aus Wiesbaden, einem bundesweit agierenden Unternehmen für Technische Gebäudeausstattung.

In enger Kooperation mit dem Architekturbüro Bahm Architekten + Ingenieure aus Karlsruhe und dem Planungsbüro Planing hat die Wirth Klimatechnik GmbH aus Wiesbaden deshalb ein Lösungskonzept vorgestellt, das eine hohe Planungssicherheit und maximale Flexibilität für das kombinierte Hotel-, Seminar- (inkl. Restaurant/Küche) und Bürogebäude gewährleistet. Dem Konzept liegt die Idee zugrunde, die einzelnen Bereiche in dem multifunktionalen Gebäude mit ihren jeweiligen Anforderungen an die Klimatisierung und Lüftung mit der jeweils für die Anwendung optimalen Klimatechnologie auszustatten.

Als Lösungen kommen unterschiedliche Systeme zum Einsatz. Zum Beispiel wurde für den Hotelbereich eine Klimatechnik vorgeschlagen, die nachhaltig ist und Behaglichkeit mit Komfort und Sicherheit verbindet. Der Hotelbereich wurde deshalb mit unserem Hybrid VRF-System zur Klimatisierung der 18 Gästezimmer ausgestattet, mit dem die hohen Ansprüche an Effizienz- und Komfort voll umgesetzt werden können.

Das Hybrid VRF-System ist ein Wärmepumpensystem zum simultanen Kühlen und Heizen mit nur zwei Rohrleitungen und einer energiesparenden Wärmerückgewinnungsfunktion. Das Hybrid 2-Leiter-System kombiniert dabei die Vorzüge eines direkt verdampfenden mit denen eines wassergeführten Systems. Durch die Trennung in einen kältemittel- und einen wassergeführten Anlagenteil kommt dieses System mit einer reduzierten Kältemittelfüllmenge aus, denn das Kältemittel zirkuliert nur zwischen den Außengeräten und den sogenannten Hybrid BC-Controllern (Verteiler).

Ein weiterer Teil des energieeffizienten Anlagenkonzepts ist die zentrale Lüftungsanlage. Alle Büro- und Besprechungsräume im Gebäude – inklusive des Küchenbereichs – werden über die raumlufttechnische Anlage kontinuierlich mit frischer Luft versorgt. Dafür wird die Frischluft der zentralen Lüftungsanlage durch Außengeräte der Mr. Slim-Serie vorkonditioniert. Die Konditionierung der Frischluft folgt einem Energiekonzept, bei dem über die Lüftungsanlage keine Raumlasten abgefahren und keine überschüssige Wärme oder Kälte in das Gebäude eingebracht werden. „Grundsätzlich arbeiten wir mit Wärmerückgewinnung, sodass eine sehr hohe Effizienz bezüglich der Energienutzung erreicht werden kann“, so Brunzel

Alle 18 Hotelzimmer werden über das Hybrid VRF-Klimasystem geheizt oder gekühlt. Die dafür erforderlichen Innengeräte (jeweils 1 pro Gästezimmer) sind als Kanaleinbaugeräte in den Eingangsbereichen der Zimmer in die Decke integriert. Das Hybrid VRF-System ermöglicht eine individuelle Temperatur, also eine freie Wahl der Betriebsarten Kühlen und Heizen für jeden einzelnen Gast unabhängig von der Jahres- oder Tageszeit oder der Außentemperatur. Dabei sorgt die Wärmerückgewinnungsfunktion des Hybrid VRF-Systems dafür, dass Wärme, die den zu kühlenden Räumen entzogen wird, nicht an die Umwelt abgegeben, sondern über die Hybrid BC-Controller zum Beheizen der Räume mit Wärmebedarf verwendet wird.

Darüber hinaus bietet das System aufgrund des zusätzlichen Wasserkreislaufs stabile und mildere Ausblastemperaturen, die als sehr angenehm empfunden werden. Jeder Außeneinheit ist ein Hybrid BC-Controller in einem Technikraum zugeordnet, an den die Klimageräte angeschlossen sind. In den Hybrid BC-Controllern findet der Wärmeübertrag vom Kältemittel auf Wasser als Transportmedium statt. Je nach Wärme- oder Kältebedarf leiten die Controller-Einheiten warmes oder kaltes Wasser an die Innengeräte in den Gästezimmern und den Aufenthaltsbereichen weiter.

Die Außengeräte verfügen über eine Wärmepumpenfunktion und ermöglichen so wahlweise das Kühlen oder Heizen. Die Regelung der Außengeräte ermittelt in Abhängigkeit des Leistungsbedarfs, der momentanen Kälte- bzw. Heizleistung und der Außentemperatur den maximal erreichbaren Coeffecient of Performance (Peak-COP) und steuert die einzelnen Außengeräte entsprechend auf den optimalen Betriebspunkt. Die reibungslose Kommunikation zwischen den Wärmepumpen der Mr. Slim-Serie und den bauseitigen Wärmetauschern der Lüftungsgeräte erfolgt über Anschlusskits vom Typ PAC-IF013B-E. Die Anschlusskits (je eins pro Außengerät) übernehmen die Funktion der Schnittstelle und stimmen die Verdichter exakt auf die Leistungsanforderung der Zentrallüftung ab.