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Vorteile indirekter Kühlübergabestationen

Den Primärkühlkreis vom Sekundärkreis trennen

Eine indirekte Kühlübergabestation transferiert Energie vom primären Kühlkreislauf, in diesem Fall vom Kaltwasserkreislauf, über den installierten Wärmetauscher zum sekundären Kühlkreis und damit zur Weiterleitung an das jeweilige Endgerät, beispielsweise einem Gebläsekonvektor. Dabei bleiben Primär- und Sekundärkreis immer hydraulisch voneinander getrennt.

Die LogoCool von Meibes ist eine kompakte Kühlübergabestation mit integriertem Edelstahlplattenwärmetauscher und druckunabhängigem Volumenstromregler. Das Leistungsspektrum der S-Line (links) erstreckt sich von 1 bis 16 kW. Die M-Line (rechts) mit einem höheren Leistungsniveau von bis zu 24 kW eignet sich auch für den Einsatz in größeren Anwendungen wie Fitnessstudios, Restaurants, Bürogebäuden etc.

Durch die hydraulische Trennung von Primär- und Sekundärkreis ermöglichen indirekte Übergabestationen den Betrieb beider Seiten in verschiedenen Druckstufen. Damit sind die Stationen u. a. besonders für Gebäude mit großer statischer Höhe geeignet.

Indirekte Kühlübergabestationen spielen insbesondere in sensiblen Umgebungen ihre Vorteile aus. Hier die Installation vor einem Serverraum.

Gordon Schadwinkel, Leading Manager Product Management, Meibes System-Technik GmbH.

 



Gebäude- oder Einzelraumkühlungen werden in den verschiedensten Objektarten sowohl aus Komfort- als auch aus technischen Gründen immer wichtiger. Über die Erzeuger der Kühlenergie sowie die Endgeräte zur Abgabe liegen viele Informationen vor. Aber was ist mit der Energieverteilung, der Betriebsweise und vor allem der Absicherung? Den primären Kühlkreislauf der Hauptenergiequelle durch den Einsatz einer indirekten Übergabestation vom sekundären Kühlkreislauf zu trennen, bringt im Vergleich zu direkt geführten Kühlsystemen zahlreiche Vorzüge mit sich.

Eine konventionelle Klimaanlage verfügt über eine zentrale Kühleinheit wie einen Kaltwassererzeuger oder eine Wärmepumpe, von wo aus sich die erzeugte Kühl­energie mittels eines wasserbasierenden Systems über die entsprechenden Verrohrungen zu den einzelnen Endgeräten in den zu kühlenden Räumen verteilt. Mit dieser direkten Art der Energie-Verteilung gehen jedoch einige Nachteile einher: So können z. B. im Fall einer Beschädigung eines Endgerätes oder einer einfachen Leckage in der Verteilung innerhalb der Räumlichkeiten hohe Schäden durch das Leerlaufen des Gesamtsystems auftreten, dessen Fassungsvermögen je nach Objektgröße teilweise mehrere Hundert Liter beträgt. Des Weiteren können Einträge von Luft sowie Verschmutzungen die Anlagenleistung schmälern, die Lebensdauer der eingesetzten Komponenten reduzieren  und sogar zum Totalausfall führen. Auch haben einzelne partielle Änderungen, wie sie bei Sanierungsmaßnahmen oder Erweiterungen auftreten, Einfluss auf das gesamte hydraulische System. Durch den Einsatz indirekter Kühlübergabestationen in einem dezentral ausgelegten Kühlsystem erübrigen sich diese Problematiken weitestgehend.

Kühlenergiezufuhr nur bei Bedarf
Eine indirekte Kühlübergabestation transferiert Energie vom primären Kühlkreislauf, in diesem Fall vom Kaltwasserkreislauf, über den installierten Wärmetauscher zum sekundären Kühlkreis und damit zur Weiterleitung an das jeweilige Endgerät, z. B. zu Deckenstrahlplatten, Flächenkühlungen, Gebläsekonvektoren etc. Dabei bleiben Primär- und Sekundärkreis immer hydraulisch voneinander getrennt. Das hat eine Vielzahl an Vorteilen, auch aus energetischer Sicht: Es besteht ein rein bedarfsgesteuerter Betrieb, bei dem ein Durchfluss nur durch die Station zugelassen wird, wenn auch eine Kühlanforderung vorliegt, bzw. der externe Raumtemperatursensor zu hohe Umgebungstemperaturen wahrnimmt.

Schadensbegrenzung im Ernstfall
Weil Störungen und Beeinträchtigungen wie Leckagen, Luftdiffusion oder Verschmutzung im Sekundärkreis keinen Einfluss auf das primäre Kühlnetz haben und umgekehrt, wird im Falle einer Störung der direkte Schaden minimal gehalten. Sollte beispielsweise im Sekundärnetz eine Leckage durch einen beschädigten Gebläsekonvektor eintreten, fließt lediglich das Rohrinhaltsvolumen aus dem Sekundärkreislauf – meist nicht mehr als einige Liter – in die Räumlichkeit. Dementsprechend eignen sich indirekte Kühlübergabestationen insbesondere für den Einsatz in sensiblen Umgebungen wie Serverräume, Pflegeeinrichtungen, lebensmittelverarbeitende oder lagernde Bereiche, hochwertige Büro- und Lebensräume oder Ähnliches.

Betrieb in verschiedenen Druckstufen
Weil bei zentralen Klimaanlagen der Kühlkreislauf hydraulisch nicht entkoppelt ist, kann es bei Gebäuden mit gro­ßer statischer Höhe in einigen Etagen zu sehr hohen und in anderen zu sehr geringen Drücken kommen. Das, in Verbindung mit einem ungenau ausgeführten hydraulischen Abgleich, kann zu allgemeinen Störungen und einer teilweisen Unterversorgung führen, was wiederum in hohen Betriebs- bzw. Folgekosten resultiert. Durch die hydraulische Trennung von Primär- und Sekundärkreis ermöglichen indirekte Kühlübergabestationen den Betrieb beider Seiten in verschiedenen Druckstufen sowie einen jeweils individuell ausführbaren Abgleich, der für einen effizienten Betrieb des Gesamtsystems sorgt. So kann in einem Multifunktionsgebäude oder Mehrparteienhaus der maximale Betriebsdruck auf der sekundären Seite, beispielsweise mit 2,5 bar in den einzelnen Räumlichkeiten, niedriger sein als im übrigen Gebäude, wo unter Umständen bis zu 9 bar Druck im Primärkreis bestehen.
Darüber hinaus bringen indirekte Übergabestationen planerisch große Flexibilität, da einzelne Änderungen im Sekundärkreis keine Auswirkung auf das vorliegende primäre Netz haben. Ob die Kühlenergieverteilung in einer Gebäudeeinheit mittels Konvektoren oder Flächenkühlung erfolgt, ist im Planungsprozess irrelevant.

LogoCool von Meibes

Mit der LogoCool hat die Meibes System-Technik eine neue Klasse indirekter Kühlübergabestationen auf den Markt gebracht. Dabei handelt es sich um eine kompakte Station mit integriertem Edelstahlplattenwärmetauscher für wasserbasierende Kühlsysteme, anschließbar sowohl für Konvektoren als auch Flächenkühlsysteme. Die Station erfüllt alle Anforderungen einer effizienten Anwendung: Von Haus aus ist auf der sekundären Seite ein druckunabhängiger Volumenstromregler integriert, sodass die Leistung der Station stufenlos und vor allem einfach justierbar ist. Auf Wunsch kann die Kompaktstation um einen Wärme-/Kältezähler (z. B. der Marke Rossweiner, ebenfalls aus dem Hause Meibes) mit oder ohne Datenkommunikation via M-Bus ergänzt werden. Das gedämmte Hybridgehäuse aus 30 mm starkem Purschaum gewährleistet eine optimale Abschirmung gegenüber den Umgebungsbedingungen wie Temperatur und Luftfeuchtigkeit. Die besondere Baukonstruktion ermöglicht die Nutzung der Station auch bei sehr niedrigen bzw. einstelligen Medientemperaturen.

Hohe Leistung für große Räume
Meibes bietet, auf Basis der vorliegenden Primär- und gewünschten Sekundärtemperaturen, eine individuelle projektbezogene Auslegung. Die S-Line der LogoCoolist ist in drei verschiedenen Ausführungen mit einer Leistung von 1 bis 5 kW, 2 bis 12 kW und 12 bis 16 kW erhältlich. Sie richtet sich vorwiegend an Ein- und Zweifamilienhäuser, Wohnungen, Apartments sowie kleinere kommerziell genutzte Gebäudebereiche. Neu ist die M-Line, eine kompakte Übergabestation mit höherem Leistungsniveau. Sie erbringt ein Leistungsspektrum von 9 bis zu 24 kW und eignet sich für den Einsatz in größeren Anwendungen wie in Fitnessstudios, Bürogebäuden oder anderen kommerziell genutzten Räumlichkeiten. In Multifunktionsgebäuden, beispielsweise solchen mit einem Restaurant im Erdgeschoss und Wohneinheiten in den darüber liegenden Etagen, wäre dann die Installation einer M-Line unten und jeweils einer S-Line in den einzelnen Wohnungen denkbar.

Autor: Gordon Schadwinkel, Leading Manager Product Management, Meibes System-Technik GmbH

Bilder: Meibes System-Technik

www.meibes.de


Nachgefragt
IKZ-KLIMA: Den primären Kühlkreislauf vom sekundären zu trennen, bringt zahlreiche Vorteile. Auf der anderen Seite erhöhen sich damit die Investitionskosten – je nach Gebäudeart und Anlagengröße signifikant. Welche Argumente geben Sie TGA-Planern an die Hand, um Investoren zu überzeugen?
Gordon Schadwinkel: Das Thema Betriebssicherheit sowie allgemein die Absicherung vor nicht bzw. nur bedingt beeinflussbaren Beeinträchtigungen, Havarien etc. bekommt in der Gebäudetechnik eine immer stärkere Bedeutung. Und das besonders dann, wenn Kunden mit hohen Ansprüchen oder auch Objekte mit entsprechender Nutzung eine Rolle spielen. Denken wir hierbei doch einfach mal an Gebäude und Gebäudebereiche, die für eine kommerzielle Nutzung gedacht sind. Dazu zählen beispielsweise Serverräume, Lager für hochwertige Güter, Supermärkte und Krankenhäuser ebenso wie Bürokomplexe von Banken, Versicherungen oder Ähnliches. Käme es hier zu Ausfällen oder Schäden, wären die Folgen gesamtbetrachtet verheerend. Aber auch im hochwertigen Wohnungsbau finden sich die indirekten Kühlübergabesta-
tionen eben wegen ihrer überzeugenden Vorteile wieder.

IKZ-KLIMA: Bleiben wir kurz bei den Investitionskosten: Lassen sich die Mehrkosten von indirekten gegenüber direkt geführten Kühlsystemen prozentual in etwa beziffern?
Gordon Schadwinkel: Leider ist das immer objektspezifisch zu betrachten und kann nicht pauschalisiert werden, da die Trennung des Primärkreises zum Sekundärkreis dezentral erfolgt. Beeinflussende Faktoren sind hierbei u. a. die Anzahl der Endgeräte zur Kühlung, die Größe der Endgeräte, die Aufteilung in einzelne sekundäre Bereiche und die sich dabei ergebende Anzahl von zu verwendenden Trennsystemen. Wie sich das also dezentral in diesem Fall definiert, legt der TGA-Planer fest.

IKZ-KLIMA: Was ist bei der Planung und Auslegung von Anlagen mit indirekten Kühlübergabestationen zu beachten?
Gordon Schadwinkel: Hierbei gibt es verschiedene Dinge zu beachten. Wesentlich ist die Platzierung des Trennsys­tems, da durch seinen Einsatz u. a. eine hohe Absicherung von bestimmten Bereichen erfolgen soll. Der Primärkreis wird aber bis an das Trennsystem herangeführt. Des Weiteren ist unbedingt auf die Auslegungsparameter der Endgeräte sowie die Parameter des Primärkreises und die sich ergebenden Spreizungen vom Primär- und Sekundärkreis zu achten. Wir reden bei Kühlanwendungen immer von geringen Temperaturspreizungen und damit oft hohen Volumenströmen sowie starken Beeinflussungen, wenn Spreizungen oder bestimmte Temperaturen nicht erbracht werden können.

IKZ-KLIMA: In welcher Form bietet Meibes Fachplanern oder ausführenden Handwerksbetrieben Unterstützung bei der Realisierung derartiger Projekte?
Gordon Schadwinkel: Wir unterstützen hier auf verschiedenste Weise. Ein wesentlicher Punkt dabei ist, dass wir im Bereich von Trennsystemen für Kühlanwendungen mit einer standardisierten Produktserie arbeiten. Dadurch profitieren unsere Kunden durch eine kompetente technische Beratung am Objekt, tiefgreifende Produktinformationen und standardisierte Auslegungstabellen auf Basis von häufig vorkommenden Auslegungsparametern, um nur einige zu nennen.

 


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