Druckhaltung im Finanzzentrum

In der Region Hannover steht enercity für die Versorgung mit Strom, Gas, Wasser, Fernwärme sowie energienahe Dienstleistungen. Dabei wird Effizienz mit Umwelt- und Klima­schutz in Einklang gebracht. Die Tochtergesellschaft enercity Contracting GmbH zeichnete für die Modernisierung der haustechnischen Anlagen im hauseigenen Finanzzentrum verantwortlich. Dabei nahm der Aspekt Betriebssicherheit eine zentrale Position ein – Störungen und Ausfälle könnten in solchen sensiblen Bereichen fatale Folgen haben. Mit der Druckhaltung im Bestand ließ sich der hohe Anspruch nicht mehr garantieren. Daher wurde in Zusammenarbeit mit Pumpen Binek und Spirotech im Jahr 2018 ein neues Konzept erarbeitet. Wesentliche Punkte waren, neben den energetischen Anforderungen, die Zuverlässigkeit, der Umbau im laufenden Betrieb sowie eine rasche Inbetriebnahme.

Datenerfassung und Planung

Im ersten Schritt wurden die Daten der Wärme- bzw. Kühlanlage jeweils auf der Primärseite erhoben. Für die Heizung waren dies u.a. die Gesamtleistung von 4,76 MW, der Inhalt von 87.600 l und der maximale Durchfluss von 205 m³/h. Als Vor- und Rücklauftemperatur wurden 90 bzw. 70 °C ermittelt, die Absicherungstemperatur wurde mit 95 °C angegeben. Der Arbeitsdruck lag zwischen 2,5 und 4 bar, der maximale Betriebsdruck bei 4,5 bar. Dazu kam die statische Höhe von 20 m. Analog wurden auch die Daten für die Auslegung der Kälte-Druckhaltung erfasst. Anhand dieser Eckdaten konnte jeweils das neue Konzept einer pumpengeregelten Druckhaltung mit „SpiroPress“ erstellt werden. Bei dieser Anlagenform wird die eigentliche Druckhaltefunktion von einem mechanischen Überströmventil sowie von der oder den Pumpen übernommen. 

Die Heizungsanlage stellte aufgrund der Dimension und Komplexität eine größere Herausforderung dar. Der zur Verfügung stehende Platz für die Geräte war fest vorgegeben und das gesamte System musste sowohl kleiner als auch leistungsfähiger werden. Daher wurden die kompressorgesteuerte Altanlage und die zwei großen Gefäße von je 5.000 l entfernt. Stattdessen wurde ein kompaktes System mit geringerem Platzbedarf und ohne TÜV-pflichtige Gefäße eingesetzt. Für die Kälteanlage war der Platz ausreichend vorhanden. Durch die niedrigen Temperaturen ist das Ausdehnungsvolumen trotz der Größe der Anlage relativ gering.

Das leistet die Druckhalteanlage

Die „SpiroPress“-Druckhalteanlagen sind sehr kompakt aufgebaut, was gerade bei einem Austausch im Bestand wichtig ist und eine rasche Installation begünstigt. Die Anschlüsse zur Einbindung in die Anlage sind beidseitig am Gerät vorgesehen. Auch eine kurzzeitige Rücklauftemperatur von über 70 °C wird durch die Qualität der Dichtungen und der Membrane toleriert. Der Inhalt der Ausdehnungsgefäße kann zur Gänze genutzt werden, weil kein festes Gaspolster erforderlich ist. Das wirkt sich ebenfalls günstig auf die Platzverhältnisse aus, weil die Gefäße kleiner ausfallen.

Die Behälter verfügen über eine hochwertige, austauschbare „Sack-Membrane“ aus Butyl-Kautschuk, die das Anlagenmedium von der Atmosphäre trennt. Die Sicherheitsventile mit 0,5 bar erübrigen wiederkehrende Behälter-Druckprüfungen und vermindern so den Aufwand im Betrieb.

Der Füllstand wird mittels Niveau- und Differenzdruckmessung erfasst und permanent überwacht. Das Überströmventil am Druckhaltesystem stellt die Funktion selbst bei Stromausfall sicher und vermeidet außerdem Druckschläge im System. Des Weiteren punkten diese Anlagen mit einer raschen Inbetriebnahme. Durch eine exakte Vorbereitung können sie in der Regel ohne große Nachbesserungen umgehend an den Start gehen.

Die Heizungsanlage

Für die Heizung des Rechenzentrums wurde die Ausführung „Multicontrol Modular Maxi“ mit einem Druckbereich von 2,4 bis 6,2 bar gewählt. Bei der installierten „SpiroPress“-Ausführung handelt es sich um eine Doppelpumpenanlage, mit der zweimal 100 % der Leis­tung zur Verfügung steht. Diese Variante bietet so die komplette Leistungsreserve und garantiert damit die vom Kunden gewünschte Ausfallsicherheit, weil jede Pumpe den vollen Volumenstrom liefern kann. Der Druckhalteautomat in Modulbauweise wird mit drucklosen Expansionsgefäßen kombiniert, wobei die Größe exakt dem Anlagenvolumen angepasst werden kann.

Im Finanzzentrum kamen ein primäres Bauteil mit 4.000 l sowie ein Vorschaltgefäß von 1.500 l zum Einsatz. Das Systemwasser wird drucklos im Ausdehnungsgefäß gespeichert, bei Bedarf befördert die Pumpe das gespeicherte Wasser in den Kreislauf zurück. Die Temperatur am Anschlusspunkt beträgt 70 °C. Ergänzt wurde das Konzept mit einem Systemtrenner, einem Nachspeisemodul sowie einer Erweiterung für binäre Fernmeldungen und Fernquittieren. Letzteres bietet insgesamt 15 Zustandsmeldungen, die über die Gebäudeleittechnik abgefragt werden können. Das reicht u.a. vom Behälterniveau über den Systemdruck und Angaben zu Über- bzw. Unterschreiten von Werten bis zur Quittierung von Störungen. Sie sind als potentialfreie Kontakte ausgeführt. Damit kann die elektrische Verdrahtung zur GLT hin sehr einfach erfolgen.

Die Kälteanlage

Für diesen Bereich wurde die Ausführung „Multicontrol Kompakt Maxi“ mit einem Druckbereich von 2,0 bis 5,6 bar installiert. Ein druckloses Ausdehnungsgefäß mit 500 l ist direkt an die Steuereinheit angeschlossen. Diese Bauweise konnte bei der Modernisierung im Finanzzentrum mit den geringen Abmessungen überzeugen. Auch hier handelt es sich aus Gründen der Sicherheit um eine Doppelpumpenanlage. Zusätzlich wurden zwei Expansionsgefäße mit jeweils 500 l Inhalt ergänzt. Dabei kamen die Anschlusssets der Kompaktserie zum Einsatz. Ein Nachspeisemodul rundet diese Installation ab. Die „SpiroPress Kompakt“ ist in fünf Varianten erhältlich, dazu lassen sich je nach Anlageninhalt sechs verschiedene Ausdehnungsgefäße zwischen 45 und 500 l wählen.

Beide Druckhaltungssysteme verfügen über ein ergonomisch angeordnetes Bedienfeld mit einem vierzeiligen, beleuchteten Klartextdisplay. Das Nachspeisemodul (inklusive Wasserzähler) wird werkseitig in der Steuereinheit vormontiert mitgeliefert. Das System ist praktisch wartungsfrei, wird jedoch im Zuge der Kontrollen mit überprüft.

Dauerhaft stabiler Betrieb

Seit Ende 2018 laufen die „SpiroPress“-Systeme störungsfrei, Nachbesserungen oder Eingriffe waren nicht notwendig. Die Druckhalteanlagen erfüllen damit die hohen Ansprüche an Sicherheit und Zuverlässigkeit. 

Michael Behnke, stellvertretender Anlagenmanager bei enercity, resümiert: „Der komplette Prozess von der Planung über die Auslegung und Montage bis zum Start verlief reibungslos. Die Zusammenarbeit und die Abstimmung von Details erfolgten zeitnah mit festen Ansprechpartnern. Wir sind rundum zufrieden mit dem erzielten Ergebnis.“ 

Von der ersten Begehung bis zur Fertigstellung verging ein knappes Jahr. Für die Größe der Anlage und die Anforderungen an die Sicherheit war dies eine rasche und erfolgreiche Umsetzung.