Wärmerückgewinnung aus Wrasen

Separate Entlüftung für Küchenbereiche

Die Stadtsparkasse Düsseldorf hat in ihrer Zentrale auf der Berliner Allee die vermutlich längste Sparkassen-Kundenzone Deutschlands. Das gesamte Gebäudeensemble ist rund 400 m lang und bietet in mehreren, miteinander verbundenen und unterschiedlich hohen Gebäude­teilen zusammen rund 700 Mitarbeitern Platz. Die Geschossanzahl variiert zwischen drei und zwanzig Stockwerken. Als der Kantinenbereich aus den frühen 1990er Jahren umgebaut und auf den neuesten technischen Standard gebracht werden sollte, stellte sich auch die Frage nach einer zeitgemäßen Be- und Entlüftung.

Die Vorbereitungsküche ist im obersten Geschoss eines sechsstöckigen, südlichen Gebäudeteils untergebracht, der Publikumsbereich befindet sich eine Etage tiefer. Gewünscht wurde ein Frontcooking-Konzept, bei dem im Speisesaal, vor den Augen der Gäste schnell moderne Gerichte zubereitet werden. Zusätzlich zur Kantine sollte im nördlichen Gebäudeteil ein von der Straße aus begehbares Bistro eingerichtet werden.

Bei dem Frontcooking-Konzept wurde eine Lüftungsrate von etwa 130 m³/(h m²) umgesetzt. Da diese „Show-Küche“ ebenfalls wie die Vorbereitungsküche auf dem kürzesten Weg über das Dach be- und entlüftet werden sollte, ergab sich auf der knapp 3,5 m breiten Dachterrasse ein Platzproblem: Der bestehende Abluftkanal aus der Vorbereitungsküche stand den neuen, separaten Zu- und Abluftgeräten für die Showküche im Weg. Ein weiterer Nachteil: Das etwa 20 Jahre alte Abluftgerät der Vorbereitungsküche war nicht mit einer Wärmerückgewinnungsfunktion ausgestattet, diese ist jedoch mittlerweile auch für Küchen mit stark belasteter Abluft vorgeschrieben.

Daher wurde die Entlüftung der Vorbereitungsküche saniert und für die Kantine mit dem Frontcooking-Konzept im Rahmen des Komplettumbaus auch eine neue Be- und Entlüftungstechnik installiert. GEA Heat Exchangers hat die technische Projektleitung des Gebäudemanagements der Stadtsparkasse Düsseldorf mit Qualität und langlebigen Geräten sowie einem durchdachten Wartungskonzept überzeugt.

Umbau in neun Wochen

Vor dem neunwöchigen Umbau der Kantine eröffnete bereits das Bistro. Danach wurde das alte Abluftgerät der Vorbereitungsküche abgerissen und die gesamte Speisesaalebene entkernt. Hier stellten besonders die Deckendurchbrüche für den neuen Lüftungskanal eine Herausforderung dar. Der Armierungsstahl durfte nicht durch Bohrungen verletzt werden, so dass zunächst geeignete Stellen gefunden werden mussten.

Die Wrasen aus den beiden Küchen werden über zwei „GEA Cairplus“-Abluftgeräte abgeführt. Sie sind auf dem Dach platzsparend übereinander montiert – das Abluftgerät für die Vorbereitungsküche steht auf dem leistungsstärkeren Gerät für die Showküche. Um die beiden Geräte auf dem Dach an der Außenseite des Gebäudes von allen Seiten sturmsicher miteinander zu koppeln, wurden sie durch entsprechende Verbinder zusammengefügt. Was sonst Routinearbeiten der Installateure sind, haben hier auf der Fassadenseite schwindelfreie Fensterputzer übernommen. Denn in diesem Fall wurden die Verbinder vom Förderkorb der Fassadenkranbahn aus angeschraubt.

Kantinenfrischluft nach Maß

Eine lüftungstechnische Besonderheit des Frontcooking-Konzeptes: Ein Luftschleier trennt die Küche vom Essbereich. Aus einem Rahmen in der Lüftungsdecke rund um die Küche wird Luft senkrecht nach unten ausgeblasen und zusammen mit der Küchenabluft wieder aus dem Gebäude befördert. Die Zuluft dieses Luftschleiers wird über den Volumenstrom geregelt, während die Abluft über Druckdifferenzen gesteuert wird. So ist die Showküche lüftungs- und brandschutztechnisch vom Speisesaal getrennt. Zwischen 9 und 15 Uhr läuft die Lüftung der Showküche durchgängig im Volllastbetrieb mit einer Luftgeschwindigkeit von etwa 2 m/s im Lüftungsgerät.

Die Showküche wird über ein „GEA Cair“-Zuluftgerät auf dem Dach über der Vorbereitungsküche belüftet, während die Zuluft für die Vorbereitungsküche- und die Büroetagen (nach wie vor) über ein Bestandsgerät mit einem maximalen Luftvolumenstrom von rund 100 000 m³/h in der obersten Etage bereitgestellt wird. Ebenso werden Ess- und Raucherbereich über dieses Bestandsgerät versorgt.

Der Temperatur-Sollwert des Essbereichs beträgt 22 °C. Um die Temperatur konstant zu halten, wird die Luft nach Bedarf etwa 3,5fach bis maximal 7fach gewechselt. Ein Volumenstromregler steuert dabei den Zu- sowie den Abluftstrom. Der Raucherraum hat zur Entlüftung einen eigenen „GEA RoofJett“-Dachventilator. Dessen EC-Motor arbeitet mit variabler Drehzahl und ermöglicht so den bedarfsgerechten Betrieb.

Die Zuluft wird bei beiden „GEA Cairplus“-Geräten beim Eintritt zunächst über einen Feinstaubfilter der Filterklasse M6 gesaugt und passiert beim Geräteaustritt einen feineren F7-Filter. Die frische Luft wird zentral entweder aufgewärmt oder gekühlt und anschließend in die Räume gefördert. Aus allen Nicht-Küchenräumen saugt das Bestandsgerät die verbrauchte Luft wieder ab. Da keine fetthaltige Abluft transportiert wird, kann dort ein Rotationswärmetauscher die Wärme zurückgewinnen. Weiterhin ermöglichen Frequenzumformer einen drehzahlvariablen und damit einen energieeffizienten Ventilator-Betrieb.

Die Grundlast an Heizenergie stammt aus einer Fernwärme-Übergabestation im Keller. Ebenfalls im Keller befindet sich die Kaltwasserzentrale mit etwa 3200 kW installierter Kühlleistung und 6/12 °C Vor- bzw. Rücklauftemperatur.

Wärmerückgewinn
aus Küchenabluft

Die Zu- und Fortluftströme von Küchen dürfen sich wegen der Fettfracht der Abluft nicht miteinander vermischen und sind daher räumlich voneinander getrennt. Hier spielen Brandschutzauflagen die ausschlaggebende Rolle (siehe Info auf der gegenüberliegenden Seite). Die räumliche Trennung von Zu- und Abluft bestimmt wiederum die Technik des Wärmerückgewinns: Ein Kreislaufverbundsystem wird zwischen die Zu- und die Abluft geschaltet, in diesem Fall ein „GEA Ecoflow“. Die warme Abluft aus beiden Küchen durchströmt die „Ecoflow“-Register der Abluftgeräte und überträgt die Wärme dort auf einen Sole-Kreislauf (Flüssigkeitsverbundsystem). Die Sole transportiert die Wärme zu einem zweiten Wärmetauscher im Zuluftgerät und überträgt sie auf die Showküchen-Zuluft. Der maximale Volumenstrom für die Zu- und Abluftgeräte der Showküche beträgt 12 000 m³/h, beim Abluftgerät für die Vorbereitungsküche sind es 10 500 m³/h. Im Hinblick auf die fetthaltigen Aerosole sind Lamellenabstände innerhalb der Wärmetauscher mit 3,5 mm relativ groß gewählt. Bei einem RLT-Gerät gleicher Leistung für ein Bürogebäude beträgt der Abstand in der Regel 2,5 mm. Trotz der weiten Abstände beläuft sich die Rückwärmezahl für die beiden Küchen auf bis zu 70 % und gleichzeitig weist der Abluftwärmetauscher gute Reinigungsmöglichkeiten auf.

In beiden bauähnlichen Abluftgeräten sind je drei Filterstufen vorgesehen: Die Luft strömt – nachdem sie bereits in der Küche über Fettfangfilter vorgereinigt wurde – zuerst durch ein Metallstrickfilter, um Fett abzuscheiden. Der nachgelagerte Taschenfilter der Filterklasse F7 schützt die Einbauteile Ventilator, Schalldämpfer, Wärmetauscher und den optionalen Aktivkohlefilter zusätzlich vor Aerosolen. Die dritte Stufe, der Aktivkohlefilter, dient der Geruchsneutralisation. Diese Nachrüstungsoption ist bei der Sparkasse bauseitig in einer Filterleerkammer vorgesehen, um bei eventuellen Geruchsbelästigungen reagieren zu können.

Der Abluftventilator des „GEA Cair“ hat wegen der fetthaltigen Aerosole eine Motorfremdbelüftung. Die Ventilatoren haben Frequenzumformer, damit der Volumenstrom konstant gehalten werden kann, wenn sich die Filter im laufenden Betrieb allmählich mit Fett zusetzen. Das bedeutet, die Drehzahl ist mit frischen Filtern etwas niedrigerer. Bei zunehmendem Druckverlust durch die verschmutzenden Filter wird die Drehzahl nachgeführt, um den Druckverlust auszugleichen bzw. den Volumenstrom konstant zu halten. Werden die Filter getauscht, schalten die Motoren automatisch bedarfsgerecht in die niedrigere Drehzahl.

F90-Verkleidung für das Abluftrohr

Um die Brandschutzbestimmungen bei der Neuinstallation der Showküche zu erfüllen, erhielt ihr Abluftkanal vom fünften Stockwerk durch die Vorbereitungsküche des sechsten Geschosses eine F90-Verkleidung. Diese Bauweise erschien wirtschaftlicher als die Alternative, spezielle Brandschutzklappen für fettbelastete Abluft einzubauen. Für die unbelastete Zuluft wurden dagegen einfache Klappen installiert.

Eine ähnliche Strategie wurde beim Brandschutz des im Erdgeschoss liegenden Bistros verfolgt: Hier wurden Lüftungskanäle mit F90-Verkleidung horizontal in einem nur 2 m langen Installationsschacht – das ist hier gleichzeitig der kürzeste Weg – auf die Gebäudeaußenseite verlegt und dann entlang der Fassade in einer Nische zum „GEA Cair“ Zu- und Abluftgerät auf dem Dach geführt.

Diese Anlage ist besonders platzsparend konstruiert, weil hier nur eine sehr begrenzte Aufstellfläche zur Verfügung stand. Anstelle der sonst üblichen Bauart (nebeneinander oder übereinander) hat GEA Heat Exchangers ein Gerät gebaut, das beide Bauarten miteinander kombiniert. Auf diese Weise konnte ein besonders kurzes Gerät realisiert werden. Die Rückwärmezahl dieser Anlage beträgt rund 61 %. Ein Luftwechsel von maximal 6000 m³/h stellt zwischen 7 und 19 Uhr sicher, dass die Solltemperatur von etwa 22 °C im Bistro eingehalten wird. Während der zwölfstündigen Betriebsdauer wird die Zuluft (6000 m³/h) über zwei Volumenstromregler bemessen, während die Abluft (ebenfalls 6000 m³/h) über feste Schlitzschieber im Wrasenabzug geregelt wird. Die Ventilatoren für die Zu- und Abluftgeräte sind drehzahlgeregelt.

Sowohl das Personal als auch die Besucher im Bistro und in der Kantine sind mit der neuen Technik sehr zufrieden. Mit der neuen Küchenlüftungstechnik fügt die Stadtsparkasse Düsseldorf ihrem seit vier Jahren gültigen Status als „Beste Bank Düsseldorfs“ einen weiteren Pluspunkt hinzu.