Kältemittel- und Gerätetausch ohne Leitungswechsel

VRF-Klimasysteme, die mit dem Kältemittel R22 betrieben werden, stehen vor dem aus, da dieses Kältemittel für eine Nachfüllung nicht mehr erlaubt ist. Doch statt R22-basierte Klimaanlagen komplett stillzulegen, können sie auch modernisiert werden. Die „Replace“-Technologie von Mitsubishi Electric bietet für diese Aufgabe Lösungen, wie das Beispiel Filmpalast am Zentrum für Kunst und Medien (ZKM) in Karlsruhe zeigt. Hier wurden kurzerhand mehrere Außen- und Innengeräte mit insgesamt rund 96 kW Kälteleis­tung ausgetauscht, ohne den Filmbetrieb zu unterbrechen.

Das ZKM in Karlsruhe bietet ein weitgefächertes Angebot aus Kunst und Medien wie Malerei, Fotografie und Skulptur sowie Film, Video, Tanz und Theater. Im Jahr 1989 wurde das ZKM als Museum gegründet, mit dem die klassischen Künste ins digitale Zeitalter fortgeschrieben wurden. Zu diesem Kulturangebot passt der im Jahr 2000 eröffnete Filmpalast, der sich nur ein paar Schritte entfernt befindet. Die Einrichtung ist ein Multiplexkino mit knapp 3000 Sitzplätzen, 10 Leinwänden, einem großzügigen Foyer und vier Restaurants. Prägend für das Ambiente der Kinosäle sind u. a. die hochwertige technische Ausstattung für die Filmvorführungen und die Mehrkanal-Tonsysteme.

Komfortklimatisierung und technische Kühlung getrennt
Die Kinosäle und die Gastronomiebereiche werden über eine raumlufttechnische Anlage mit einem entsprechend ausgelegten Kaltwassersatz klimatisiert. Um die Grundlast abzudecken, erfolgt eine Klimatisierung der Technikbereiche zum Teil auch über die Lüftungsanlage. Dies reicht aber nicht aus, um die technische Ausstattung dauerhaft und sicher zu kühlen, da aus den Technikräumen rund um die Uhr hohe Wärmelasten abgeführt werden müssen. Ursache dafür ist, dass die Geräte und Anlagen für den Filmvorführbetrieb große Wärmemengen erzeugen. Um eine Überhitzung dieser Einrichtungen zu vermeiden, wird für die Kühlung der Projektorräume und diverser Technikräume (Brandmeldezentrale, Lager, Serverraum) auf die Klimatisierung mit VRF-Technologie zurückgegriffen.

Kältemittel R22
Bei der regelmäßig durchgeführten Inspektion der Klimasysteme durch den Fachhandwerksbetrieb wurde festgestellt, dass bei den Außengeräten teilweise die Verdichter defekt waren. Aufgrund des Anlagenalters konnten weitere Geräteausfälle nicht ausgeschlossen werden. Hinzu kam, dass die VRF-Klimasysteme mit dem Kältemittel R22 betrieben wurden. Die Verwendung dieses als klima- und umweltschädlich eingestuften Kältemittels ist seit Anfang Januar 2015 für die Nachfüllung, auch nach Reparaturen, nicht mehr erlaubt. Ab 2020 ist es in der Europäischen Union dann ganz verboten. Hintergrund ist die EU-Verordnung 2037/2000 über Stoffe, die zum Abbau der Ozonschicht führen, und hier insbesondere der Zeitplan für die stufenweise Einstellung der Produktion und Verwendung teilhalogenierter Kohlenwasserstoffe (H-FCKW).
Angesichts dieser Situation war konkretes Handeln erforderlich. „Die komplette Neuinstallation der Klimatechnik im Bestand wäre aufwendig und mit hohen Kosten verbunden gewesen“, erklärt Christof Greven vom betreuenden Ingenieurbüro Udo W. Kablitz. „Hinzu kam, dass betriebsrelevante Technik und Räume, die dauerhaft gekühlt werden müssen, dann während der Installationsarbeiten nicht nutzbar gewesen wären“, so Greven weiter.

„Replace“-Geräte: Alt gegen Neu ohne Leitungswechsel
Problematisch war auch, dass das Rohrleitungsnetz – insbesondere die Hauptleitung – quer durch sämtliche Etagen und Zwischendecken des Gebäudes verläuft. Vor diesem Hintergrund fiel die Entscheidung, dass das Leitungsnetz weiter genutzt werden sollte, wodurch die Entfernung des Kältemittels anstand. Dabei musste beachtet werden, dass sich in VRF-Anlagen mit einer Vielzahl von angeschlossenen Innengeräten und weitverzweigtem Rohrnetz bei einem Tausch des alten Kältemittels R22 Ölnester bilden könnten. Dies ist auch der Grund, warum bisher bei einem Systemtausch in der Regel auch das Rohrnetz erneuert werden musste, da Ölrückstände zu Kompressorschäden in den neuen Geräten führen könnten.
Um diese Situation auszuschließen, empfahl Greven die „Replace“-Technologie von Mitsubishi Electric. Greven: „Dieses System bietet eine praktikable und effiziente Lösung, mit der eine bestehende Altanlage durch ein modernes R410A-System ersetzt werden kann, ohne dass umfangreiche Baumaßnahmen erforderlich sind. Die bereits im Gebäude installierten Rohrleitungen können dabei wieder verwendet werden und es sind lediglich die Innen- und Außengeräte zu ersetzen.“
Mit dem „Replace“-VRF-System der „City Multi“-Serie von Mitsubishi Electric steht eine technische Möglichkeit zur Verfügung, bei der das neue Kältemittel R410A über eine automatische Spülfunktion in zweiphasigem Zustand durch die Anlage gefördert wird. Dabei nimmt es die Mineralölreste vollständig auf, die dann im Außengerät durch einen Spülfilter wieder vom Kältemittel getrennt werden. Auf diese Weise können Altgeräte ausgewechselt werden, während das vorhandene Rohrleitungssystem im Gebäude verbleibt. Neben den vorhandenen Rohrleitungen konnten auch die Steuerungsleitungen zwischen den Außen- und den Innengeräten weiter genutzt werden.
Eingesetzt wurden zwei „City Multi VRF-Replace“-Außengeräte mit einer Kälteleistung von 28 kW und ein Gerät mit
40 kW Kälteleistung, die die Technikräume im Filmpalast mit Kälte versorgen. Passend zu den „Replace“-Außengeräten steht eine breite Auswahl an Innengerätemodellen für die unterschiedlichen Einbausituationen zur Verfügung. Insgesamt wurden im Filmpalast 28 neue Innengeräte installiert. Je nach Bereich bzw. vorhandener Einbausituation kommen Wand- oder Deckenunterbaugeräte zum Einsatz. „Gegenüber der vorhandenen Gerätetechnologie weisen sie eine bessere Luftverteilung im Raum und ein optimiertes Leis­tungsverhältnis auf“, sagt Greven und fasst abschließend zusammen: „Damit wird im Filmpalast eine höhere Energieeffizienz, langfristige Betriebssicherheit und eine wesentlich bessere Umweltverträglichkeit realisiert, was sehr zur Zufriedenheit des Betreibers ist.“

Bilder: Mitsubishi Electric

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