Mit VRF-Technik hoch hinaus

Im Stadtteil Elberfeld steht das mit 47 m zweithöchste Gebäude der Stadt Wuppertal, das als Glanzstoff-, später als Acordis-Hochhaus überregionale Bekanntheit erlangte. 2007 übernahm das japanische Chemieunternehmen Teijin das denkmalgeschützte Verwaltungsgebäude und gab ihm seinen neuen Namen. Teijin nutzt das Gebäude nur teilweise für eigene Zwecke, so dass heute mehrere Unternehmen im Teijin-Hochhaus residieren.

Sanierungsbedarf für die Gebäudetechnik

Neu ist nicht nur der Name des Gebäudes; von Grund auf erneuert hat der Investor auch die Gebäudetechnik des Hochhauses, die nach 50 Jahren nicht mehr den heutigen Ansprüchen an Büroarbeitsplätze entsprach: Im Entwurf von 1954 war zum Beispiel noch keine durchgängige Kühlung der Büroflächen vorgesehen. Dem Standard der damaligen Zeit entsprechend gab es ein Zentrallüftungssystem sowie eine Teilklimatisierung über Kaltwasser. Das Heizsystem wurde mit Fernwärme gespeist. Nach einem Totalausfall der Kältemaschinen entschloss sich der neue Eigentümer, die Technik des Hochhauses von Grund auf zu modernisieren. In einem Prozess des Abwägens der verschiedenen zur Verfügung stehenden technischen Möglichkeiten (Lüftungssysteme, Kühldecken oder auch Kaltwassertruhen), entschied man sich letztlich für die VRF-Technik von Mitsubishi Electric und damit einem Technologiekonzept, das besonders mit den Argumenten Wirtschaftlichkeit und schnelle Montage punkten und überzeugen konnte.

Planerstellung und Umsetzung der neuen Klimatechnik

Zusammen mit der Eschenfelder KKU GmbH-Kälte Klima Umwelttechnik aus Marl wurde ein Realisierungsplan entworfen, der alle Anforderungen des Bauherrn in die konkrete Auslegung des VRF-Systems integrierte. So sollten zum Beispiel die Mitarbeiter in den einzelnen Büroräumen selbst über das Raumklima bestimmen können. Die Anlage musste also dazu in die Lage versetzt werden, zur gleichen Zeit in einem Büro zu kühlen und in einem anderen zu heizen. Genau dies ist eine besondere Stärke des VRF-Systems. Dessen zentrales Bauteil ist ein BC-Controller genannter Kältemittelverteiler, der vom Außengerät mit einem Zwei-Phasen-Gemisch (flüssiges und gasförmiges Kältemittel) versorgt wird. Innerhalb des BC-Controllers findet dann eine Kältemitteltrennung statt, so dass die entsprechenden Innengeräte gezielt mit flüssigem oder gasförmigem Kältemittel beschickt werden können. Der BC-Controller bewirkt also eine Wärmemengenverschiebung innerhalb des Systems und kann auf diese Weise in einem Büro für Kühlung sorgen und in einem anderen heizen – ökologisch und ökonomisch sinnvoll – und zudem komfortabel für die Mitarbeiter. Über den BC-Controller können bis zu 50 Innengeräte mit einer Außeneinheit verbunden werden.

Ein besonderes Plus ist das von Mitsubishi Electric angebotene R2-System zum simultanen Kühlen und Heizen mit nur zwei Rohrleitungen zwischen Innen- und Außeneinheit. Die Installation im Teijin-Hochhaus ist ein Beispiel dafür, dass mit dem 2-Leiter-Prinzip sowohl eine Einsparung beim Platzbedarf und zudem eine Verringerung des Installationsaufwands erreicht werden kann: Sind in einem herkömmlichen 3-Leiter-System bei 20 Innengeräten 314 Verbindungspunkte innerhalb des Rohrsystems notwendig, so reduziert sich deren Anzahl in einem 2-Leiter-Systems auf lediglich 84. Die daraus resultierende geringere Anzahl der erforderlichen Löt- und Bördelverbindungen macht die Anlage insgesamt auch weniger anfällig für Leckagen.

Zuordnung der Betriebskosten

Da das Teijin-Hochhaus verschiedene Mietparteien beherbergt, musste in der technischen Auslegung der Anlage eine individuelle, verbrauchabhängige Einzelkostenabrechnung vorgesehen werden. Wichtig war dem Betreiber in diesem Zusammenhang zudem, in der Zuordnung der Geräte auf einzelne Räume und Mieter bei späteren Nutzungsänderungen flexibel zu bleiben. Um diesen Anforderungen genügen zu können, verfügt die eingesetzte „City Multi VRF“-Serie über ein komplexes Steuerungssystem, das von Mitsubishi Electric eigens für solche Anwendungsfälle konzipiert wurde: In Kombination mit einer Zentralsteuerung (G-50A) und der Management-Software TG-2000A können bis zu 50 Innengeräte überwacht und bedient werden. Schließt man mehrere Zentralsteuerungen zusammen, können sogar 2000 Innengeräte im LAN (Local Area Network) kommunizieren, so dass sich die Klimatisierung eines Gebäudes übergreifend regeln lässt. Dabei bleibt jedes einzelne Innengerät oder jede Innengerätegruppe individuell bedienbar.

Fernüberwachung und Bedienung

Die Überwachung und Bedienung der Klimaanlage erfolgt via PC mit Hilfe des Browsers „Internet Explorer“. Sämtliche zur Bedienung des VRF-Systems notwendigen Funktionen lassen sich per Mausklick aktivieren. Eine Kontrolle und grafische Darstellung in der TG2000-Anzeige von externen Gewerken (General Equipment) wie zum Beispiel Lüftungsgeräte oder Lichtsteuerung sind über den direkten Anschluss von der Mitsubishi Electric-SPS an das TG2000 möglich. Die Anbindung erfolgt über die Ein- bzw. Ausgabe-Module der Mitsubishi Electric-SPS und/oder der Ein- bzw. Ausgänge der Innengeräte. Neben den zahlreichen Funktionen lässt sich unter anderem im Timerbetrieb eine Temperaturanpassung zur Energieeinsparung durchführen. Eine zeitliche Anhebung (Kühlbetrieb) bzw. Absenkung (Heizbetrieb) der Solltemperatur um einen frei festzulegenden Wert bilden die Eckpunkte für diese Funktion. Die Klimageräte benötigen somit weniger Energie, da Ihre Leistungsabgabe reduziert wird. Es ist möglich, für jeden Block oder jede Gruppe von Klimageräten individuelle Energiekosten zu ermitteln und diese per CSV-Datei weiterzubearbeiten und in einer individuell auf den Kunden zugeschnittenen Rechnung auszudrucken.

Insgesamt wurden in den 14 Etagen des Teijin-Hochhauses 311 Innen­geräte – meist Wandgeräte – verteilt auf 14 Außengeräte verbaut. Die installierte Kälteleistung beträgt 784 kW, die Heizleistung 882 kW.

In nur drei Monaten wurde die Anlage bei laufendem Betrieb eingebaut. „Da sich ein Callcenter im Teijin-Hochhaus befindet, mussten die Installationszeiten so flexibel geplant werden, dass der Büroablauf ungestört fortgesetzt werden konnte“, berichtet der verantwortliche Objekttechniker Christoph Pils, der sich schon kurz nach Inbetriebnahme im Sommer 2008 von der Technik überzeugt zeigt: „Die Anlage läuft seither im Teillastbereich, so dass schon jetzt deutliche Energieeinsparungen ersichtlich sind. Früher lief das Lüftungssystem 12 h im Dauerbetrieb, auch wenn ein Büro nicht besetzt war.“