Zentrale Klimageräte mit integrierter Kälte- und Wärmepumpentechnologie

Der Platzbedarf für die Kälteerzeu­gung in der Haustechnik wird geringer, wenn die Kältemaschine direkt in das Zentrallüftungsgerät integriert wird. So können bei vielen klimatechnischen Anwendun­gen beispielsweise externe Rück­kühl­werke oder Dachkondensa­toren ent­fallen, da die Abluft zur Rückkühlung eingesetzt werden kann. Die zusätzlichen Kosten für die hy­draulischen Anschlüsse an manch­mal weit entfernte zentrale Kälte­anlagen können entfal­len. Durch die Ausrüstung der inte­grier­ten Kälteanlage mit einer Wär­me­pum­penschaltung zur Um­­kehrung des Kältekreises kann der Restwärmeanteil der Abluft / Fortluft hocheffi­zient genutzt wer­den. Schlussendlich stehen Zentral­klimageräte als Komplettlösung mit integrierte Kälte- und Wärmepumpentechnik und darauf abgestimmter MSR-Technik für geringeren Aufwand im Engineering der Haustechnik, und das schafft überdies klare Gewährleistungsgrenzen.

Die Effizienz der integrierten Kälteerzeugung liegt im Detail

Daher bieten Hersteller wie AL-KO (www.al-ko.de) zentrale Lüftungs- und Klimageräte mit integrierter Kälteversorgungstechnik an. Die integrierte Kältetechnologie ist im Winterbetrieb in umgekehrter Funktionsweise als monovalente Wärmepumpe nutzbar: Je nach Art der Energieabnahmeverträge bzw. der Energiebereitstellung (inter­ner oder externer Bezug) kann die Nutzbarkeit der Kältemaschine als Wärmepumpe die energetische Bilanz stark verbes­sern und somit die Lebenszy­klus­kosten (Life-Cycle-Costs, kurz LCC) der Klimaanlage signifikant re­duzieren – wohlgemerkt kann somit die Ausschreibung als Voll­klima­zentralgeräte in solchen Fäl­len weit günstiger bereits in den Investitionskosten sein, als wenn die Abnahme von Fernkälte notwendig wäre. Die guten Leistungsdaten und das optimale Regelungsverhalten der integrierten Kältererzeugung werden durch den Einsatz effizienter Scrollverdichter gewährleistet.Durch die dazu passende (und auf den Anwendungsfall zugeschnittene) Teillastregelung kann die Kälteversorgung bedarfsgerecht er­fol­gen. Die Scrollverdichter sind vollhermetische, auf den Einsatz in der Klimatechnik abgestimmte Verdichter – es können bis zu drei Verdichter in den Kältekreis zur Leistungsanpassung eingebunden werden. Der eigens für die integrierte Kälteerzeugung entwickelte „AL-KO Kälte-Controller“ kommuniziert mit der bauseiti­gen MSR-Technik des Zen­tral­kli­ma­gerätes.

Projektbeispiel Bügelbauten im Berliner Hauptbahnhof

Zwei Bürotürme wurden im Zuge des Umbaus des Berliner Hauptbahnhofes von beiden Seiten über den Bahnhof „gekippt“. Eine Herausforderung, wenn man bedenkt, dass beide Gebäude 46 m hoch sind und somit das nahe gelegene Bundeskanzleramt überragen. Optisch ergibt sich durch die Konstruktion ein „Bügel“, welcher architektonisch den Hauptbahnhof von oben umschließt, daher der Name „Bügelbauten“.

Die zwölf Geschosse der Büroge­bäude umfassen insgesamt rund 50 000 m² Bruttofläche. Zur Beibehaltung einer hohen Nutzerproduktivität (Mitarbeiterproduk­ti­vität) in den Bürogebäuden ent­schieden sich die Verantwortli­chen für die Vollklimatisierung – selbstverständlich bei möglichst geringem Primärenergie­ein­satz. Aufgrund des hohen Glas­flächen­anteils der Fassade muss im Sommer viel Wärmelast über die raumlufttechnische Anlage abgeführt werden. Zur punktuellen Kühlung existieren in bestimmten Räumen Flächenkühlelemente. Den großen Rest der Kühlung allerdings be­werkstelligt die zentrale Klimatechnik mit integrierter Kälteerzeugung. Insgesamt wurden sechs „AT4“-Zentralklimageräte (Zu- und Abluftgeräte übereinander) mit integrierter Kälteerzeugung, Rotoren zur Energierückgewinnung sowie Befeuchtungseinheiten geliefert. Der Gesamtvolumenstrom Zuluft beträgt ca. 170 000 m³/h, die insge­samt integriert installierte Kälte­leistung beläuft sich auf 1051 kW. Durch die Rotoren ist auch die Rückgewinnung der latenten Wärme (Feuchte-Energie)möglich.

Im Sommerbetriebsfall liegen die Rückwärmzahlen (Energierückgewinnung Kälte) von der Abluft in die Zuluft zwischen 71,2 und 72,4 %. An Wintertagen werden im Durchschnitt Rückwärmezahlen von 70,7 bis 72,0 % erreicht sowie eine Rückfeuchtezahl von 75,4 bis 78,8 %. Durch diese Variante der Rückgewinnung kann nicht nur viel Primärenergie für Heizen oder Kühlen eingespart werden, sondern es verringert sich auch die notwendige Primärenergiezufuhr für die Befeuchtung.

Mehr zum Thema Kälte- und Klima­technik finden Sie in unseren Produktdarstellungen in unse­rem Son­derteil auf den Seiten 20 bis 24.