Hydraulischer Nullpunkt reguliert Energieflüsse

Wenn es um eine ökologisch wie wirtschaftlich nachhaltigere Versorgung in Heiz- und Kälteanlagen geht, dann setzen Optimierungsansätze in der Regel auf der Erzeugerseite an. Das Sanierungsprojekt des Frankfurter Eurotowers zeigt die weitreichenden Potenziale für den Betriebskostenhaushalt und die Qualität einer Energieversorgung auf, die auf einer objektangepassten Hydraulik-Lösung beruht.

Von 1977 bis ins Jahr 2014 war der Euro­tower Sitz der Europäischen Zentralbank; 2015 bezog die Europäische Bankenaufsicht das markante Wahrzeichen der internationalen Finanzwelt. Im Zuge des Nutzerwechsels erfolgte zugleich eine notwendige Kernsanierung des in die Jahre gekommenen Gebäudes und seiner ener­getischen Infrastruktur. Neben einem umfassenden Umbau der Beleuchtungs- und Belüftungsanlagen stand dabei auch die Sanierung der Heiz-und Kältezentrale sowie des Verteilsystems im Fokus des Projekts.
„Die ursprünglich verbaute Anlage mit konventionellen Verteilern konnte die hohen hydraulischen Anforderungen des 141 m hohen Turms einfach nicht mehr erfüllen“, berichten die objektverantwortlichen Planer Dipl.-Ing. Harald Hess-Quint und Dipl.-Ing. Martin Köhler vom Ingenieurbüro für Technische Gebäudeausrüstung Waldemar Paulus, VDI & Partner (Hanau). „Probleme entstanden vor allem durch die Arbeit der installierten Großpumpen: Sie erzeugten einen so hohen Unterdruck, dass die benötigten Solldurchflüsse zur Versorgung der zahlreichen Abnehmer im Gebäude nicht mehr erzielt werden konnten. Der Personaleinsatz, den die Regulierung des unzureichenden Netzbetriebs erforderte, war immens – fortlaufend mussten Techniker dafür sorgen, die Ventile im System neu auszurichten“, erklärt Hess-Quint.
Im Zuge der Sanierungsmaßnahme sollte gleichzeitig die bis dato hoch ener­gie- und kostenintensive Gebäudebewirtschaftung durch die Installation neuer, effizienter Erzeuger für Kälte, Wärme und Strom entlas­tet werden. Die Integration von zwei neuen Blockheizkraftwerken, zwei Kältemaschinen und vier neuen Kühltürmen (mit freier und mechanischer Kühlung im Tandembetrieb nur über den Zortströmverteiler möglich) in die bestehende Versorgungsstruktur stellte dabei ebenfalls hohe Anforderungen an eine leis­tungsfähige Hydrauliklösung.

Hydraulische Entkopplung und exakte Temperaturtrennung
Damit begann die Suche nach einer geeigneten technischen Lösung, welche die Energieflüsse der verschiedenen Erzeuger und der Verbraucherseite effizient und stabil koordinieren kann. Das Vorarlberger Unternehmen Zortea lieferte hierfür die passende Verteil-Technologie: Der Hydraulik-Spezialist entwickelte und fertigte insgesamt drei „Zortström“-Anlagen, die sowohl Wärme- als auch die Kältekapazitäten der neu installierten Erzeuger bedarfsgerecht an die Verbraucher leitet.
„Unsere Anlagen installierten wir im 38. Stockwerk des Eurotowers – dabei standen wir natürlich vor einer Reihe baulogistischer Herausforderungen“, berichtet Cristian Zortea-Soshko, Leiter Technikentwicklung bei Zortea. In enger Zusammenarbeit mit dem Planungsbüro und dem ausführenden Unternehmen Entega Energie GmbH gelang der Einbau eines 4-stufigen „Heiz-Zortströms“ sowie von zwei jeweils 2- und 3-stufigen „Kälte-Zortströms“ und dies komplikationsfrei in der vorgegebenen Zeit.
Seitdem reguliert die Anlage aus ­Hohenems als hydraulischer Nullpunkt alle Energieflüsse zwischen der Erzeuger- und der Verbraucherseite. „Die Effektivität des ‚Zortström‘-Prinzips beruht einerseits darauf, dass alle Volumenströme hydraulisch voneinander entkoppelt werden und keine gegenseitige Beeinflussung etwa der Pumpenleistung erfolgt“, erklärt Martin Steinhart, Geschäftsführer der Zortea Gebäudetechnik GmbH. „Darüber hinaus realisiert das System eine exakte Trennung mehrerer Temperaturschichten und ermöglicht damit eine effiziente thermische Bedarfsdeckung nach Verbraucheranforderung. Vor- und Rücklauftemperaturen können so optimal angepasst und genutzt werden.“
Auf diese Weise stellt die Anlage Kälte in drei Stufen von 6, 12 und 18 °C für Lüftung, Umluftkühlgeräte und Serverkühlung bereit. In dem zweistufigen „Zortström“ wird das Wasser nach Kühlung der jeweiligen Verbraucher in die Temperaturstufen von 26 und 32 °C geleitet. Durch freie Kühlung lässt sich das Wasser zudem teilweise vorkühlen, bevor es erneut den Kälteerzeugern zugeführt wird.

Fazit
Durch die Installation der „Zortström“-Anlagen konnten die Hydraulikprobleme im Frankfurter Eurotower dauerhaft behoben werden. Darüber hinaus ermöglicht die Technologie einen optimierten Betrieb von Kälteerzeugern und der Blockheizkraftwerke – „und ist damit ein wichtiges Instrument zur Verbesserung des Kostenhaushalts und der betrieblichen Ökobilanz“, wie Hess-Quint abschließend zusammenfasst und dies mit Zahlen belegt: „Durch den energetischen Umbau und die Erneuerungsmaßnahmen konnten im 1. Betriebsjahr Einsparungen von rund 10 Mio. kWh Strom und ca. 5000 t CO₂ erzielt werden.“

Bilder: Zortea Gebäudetechnik
www.zortea.at