IKZplus-KLIMA 1_2020
IKZ-KLIMA informiert nicht nur über die zentralen und dezentralen kälte- und raumlufttechnischen Lösungen, es werden auch alternative Raumkonditionierungskonzepte aufgezeigt. MSR, Anlagen-Monitoring sowie Möglichkeiten der Anlagenoptimierung runden die Themenbereiche inhaltlich ab.
IKZ-KLIMA informiert nicht nur über die zentralen und dezentralen kälte- und raumlufttechnischen Lösungen, es werden auch alternative Raumkonditionierungskonzepte aufgezeigt. MSR, Anlagen-Monitoring sowie Möglichkeiten der Anlagenoptimierung runden die Themenbereiche inhaltlich ab.
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IKZplus 1 | Jan. / Feb. 2020
www.ikz.de
Bild: Rockwool
Simultan kühlen und heizen Seite 8
CO 2
aus der Luft filtern Seite 12
RLT-Systeme für Rechenzentren Seite 16
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INHALT/INTRO
4 Firmen & Fakten
32 Tipps & Trends
35 Termine & Impressum
Klima
8 Simultan kühlen und heizen spart Kosten
Klimakomfort im Gewerbeobjekt mit getrennter
Verbrauchserfassung.
12 CO 2 -Filterung gegen den Klimawandel
„Direct Air Capture“-Technologie gewinnt CO 2 aus der
Umgebungsluft und macht es für Prozesse nutzbar.
Kälte
16 Optimierte Lüftungs- und
Klimatisierungssysteme für Rechenzentren
Rahmenbedingungen für Planung, Bau und Betrieb von
Rechenzentren nach VDI-Richtlinie 2054.
20 Kaltwassersysteme bieten flexible Einsatzmöglichkeiten
Situation zur F-Gas-Verordnung, Einsatzkriterien für
Kaltwassersysteme.
22 Kühlen mit Verdunstungskälte
Die adiabate Kühlung kann eine Alternative zu
Kompressionskälteanlagen sein. Ökologische und
ökonomische Gründe sprechen dafür.
Reportage
26 Gute Luft in Kölner Gesamtschule
Frische Lernatmosphäre dank 28 dezentraler Lüftungsgeräte
im Gebäudekomplex „Snake“.
30 Qualitätssicherung leicht gemacht
Steinwolle überzeugt in der Kältedämmung.
Klimaschutz mit Klimatisierung
CO 2 aus der Luft filtern und
dann als Rohstoff etwa – als
Dünger für Gewächshäuser –
verkaufen oder dauerhaft im
Untergrund speichern. Das
klingt nach Zukunftsmusik.
Ist es aber nicht. Die „Direct
Air Capture“-Technologie
macht’s möglich. Natürlich ist
das System nicht die Lösung,
um den globalen CO 2 -Emissionen
Einhalt zu gebieten.
Aber es zeigt doch auf, dass
technische Lösungen durchaus
ihren Beitrag zum Klimaschutz leisten können (Bericht
ab Seite 12).
Energieeffizienz und Klimaschutz stehen bei der Klimatisierung
von Rechenzentren im Fokus. Und das nicht nur, weil
die fortschreitende Digitalisierung der Gesellschaft mit einer
Zunahme von Rechenzentrumsleistung einhergeht. Sondern
auch, weil die Anforderungen an die Infrastrukturtechnik in
den vergangenen Jahren gestiegen sind. Für Klimafachleute
ist es deshalb unumgänglich, sich mit den Inhalten der VDI
2054 „Raumlufttechnische Anlagen für Datenverarbeitung“
vertraut zu machen, um optimierte RLT-Systeme für Rechenzentren
zu konzipieren (Bericht ab Seite 16).
Diese und weitere Beispiele in dieser Ausgabe belegen, dass
das Thema Energieeffizienz (und damit auch der Klimaschutz)
in der TGA-Branche allgegenwärtig ist. Sie zeigen, was bereits
heute durch Ideenreichtum und dem nötigen technischen
Wissen möglich ist.
Markus Sironi
Chefredakteur
m.sironi@strobelmediagroup.de
Bilder: Mitsubishi Electric
Bild: Climeworks/Julia Dunlop
8
12
1/2020 www.ikz.de 3
FIRMEN & FAKTEN
Kurz notiert
Forum Wohnraumlüftung 2020
erstmals auf der SHK Essen
Essen. Das richtige
Lüften ist neben
dem Heizen immer
stärker in den Blick
der Technischen Gebäudeausstattung
gerückt. Denn einerseits
muss bei
sehr gut abgedichteten,
energieeffizienten
Gebäuden ein
ausreichender Luftaustausch
gewährleistet
sein, andererseits
sollte dadurch
aber nur so wenig
Energie wie möglich
verlorengehen. Zudem
bedeutet kontrollierte
Lüftung
auch Wohnkomfort. Erstmals rückt die SHK ESSEN dieses wichtige
Thema vom 10. bis zum 13. März 2020 mit dem neuen „Forum
für Wohnungslüftung“ in den Fokus. Veranstaltet wird es gemeinsam
vom Bundesverband der Deutschen Heizungsindus trie
(BDH), dem Fachverband Gebäude-Klima (FGK) und dem Fachverband
SHK NRW.
Das Forum in Halle 2 bietet insbesondere Besuchern, die auf
der Suche nach neuen, lukrativen Marktfeldern sind, die Möglichkeit,
sich eine Übersicht über Technologien und Lösungen zu verschaffen.
Ein tägliches Vortragsprogramm der Branchenverbände
informiert über Anwendungstechniken, Regelwerke und Produktvarianten.
„Das sollten sich vor allem Planer, Bauträger und
Fachunternehmen
nicht entgehen lassen“,
sagt Hans-Peter
Sproten, Hauptgeschäftsführer
des
Fachverbands SHK
NRW. „Das Forum
trägt der Tatsache
Rechnung, dass neben
der Heiztechnik
auch die Lüftung
zur Energieeinsparung
und CO 2 -Reduktion
beiträgt. Zudem
steigert sie den
Wohnkomfort“, ergänzt
Andreas Lücke,
Hauptgeschäftsführer
des BDH. „Die
SHK Essen ist als
Fachmesse für Heizung und Klima die ideale Plattform, um das
Forum für Wohnungslüftung auszurichten“, sagt Günther Mertz,
FGK-Geschäftsführer.
Das „Forum für Wohnungslüftung“ ist für eine breit gefächerte
Zielgruppe interessant. Sie beginnt bei Planern und Architekten,
reicht über Energieberater und Vertreter von Wohnungsbaugesellschaften
bis zu Installateuren des SHK-Handwerks. Praxisnahe
Lösungen stehen dabei im Fokus. Täglich werden von 10:30
Uhr bis 12:30 Uhr je 20-minütige Vorträge angeboten. Im Anschluss
stehen die Experten für Fragen zur Verfügung.
www.shkessen.de
Bild: Messe Essen
Christian Raschka ist
Deutschland manager von
A-Gas Rapid Recovery.
Bild: A-Gas
A-Gas führt die Kampagne
gegen illegale Importe an
Seevetal. A-Gas ist Teil einer europaweiten Initiative zur Überzeugung der Europäischen Kommission,
mehr gegen den Import illegaler Kältemittel zu tun. Branchenführer aus allen Teilen des europäischen
Kältemittelmarkts haben sich zusammengetan und ein White-Paper veröffentlicht: „The
F-Gas Regulation and the Issue of Illegal Import“ (Die F-Gas-Verordnung und das Problem des illegalen
Imports).
Aus diesem Papier geht hervor, dass der illegale Import von HFC-Gasen die Vorgaben der F-Gas-
Verordnung gefährdet, die darauf ausgelegt sind, die Emissionen von HFC-Kältemitteln durch die
Senkung des Verbrauchs zu reduzieren. A-Gas und andere Branchenführer wollen, dass die Europäische
Kommission der Verfolgung des Handels mit illegalen Kältemitteln Priorität verleiht. Außerdem
wird die Kommission aufgefordert, „alle rechtlichen und praktischen Maßnahmen zu berücksichtigen,
die in naher Zukunft zu einer effektiven Förderung der Reduzierung von F-Gas-Emissionen
führen könnten“.
A-Gas unterstützt die F-Gas-Verordnung, ebenso wie das „Kigali-Amendment“ des Montreal-Protokolls.
Unternehmen, die sich an der Kampagne beteiligen möchten, schicken eine E-Mail an den Commercial Business Development
Director von A-Gas, Ken Logan: marketing@agas.com
www.agasrapidrecovery.eu
4 IKZplus • IKZ-KLIMA 1/2020
FIRMEN & FAKTEN
Kurz notiert
Bild: Bitzer
Der Kältemittelschieber
von Bitzer enthält Daten und
Informationen zu mehr als
100 Kältemitteln.
Bitzer veröffentlicht
aktualisierten Kältemittelschieber
Sindelfingen. Der Spezialist für Kälte- und Klimatechnik Bitzer hat sein kostenloses
Kältemittelnachschlagewerk für Smartphones überarbeitet: den Kältemittelschieber.
2016 waren Design und Bedienung der 2010 eingeführten App modernisiert
worden. Das Tool wurde speziell für Smartphones und Tablets mit iOS- oder
Android-Betriebssystem entwickelt und umfasst alle gängigen Kältemittel einschließlich
wichtiger Stoffdaten, Angaben zur Sicherheitsgruppe, zum Erderwärmungspotenzial
(GWP) und Ozonabbaupotenzial (ODP) sowie Informationen zur
Auswahl der Ölsorte für den Verdichter. Die Benutzeroberfläche ermöglicht nicht
nur präzise Temperatur-Druck-Umrechnungen, sondern auch die Vorauswahl
und Verwendung unterschiedlicher metrischer (SI) und imperialer (IP) Einheiten.
Zu den Hauptfunktionen gehören mehrere parallele Schieberregler zur Einstellung
von Druck- und Temperaturwerten, Suchfilter und die Favoritenspeicherung
ebenso wie die Möglichkeit zur Anpassung aller relevanten Parameter
im Einstellungsmenü. Darüber hinaus sind ergänzende Informationsschriften
zu Kältemitteln und Links zu relevanten Online-Dokumenten hinterlegt. Die
App enthält Daten und Informationen zu mehr als 100 natürlichen und synthetischen
Kältemitteln. Im Einstellungsmenü können alle wichtigen Parameter für
die Bestimmung der Meereshöhe sowie für Temperatur- und Druckwerte eingestellt
werden. Die App ist auf Deutsch und Englisch erhältlich.
www.bitzer.de
SmartTouch
Die neue
Generation
der Klimamesstechnik.
Neuer Generalmanager
bei Johnson Controls
Essen. Johnson Controls ist führender Komplettanbieter
für Gebäudeautomation, Klima-/Kältetechnik,
Brandschutz und Sicherheit.
Jetzt hat Johnson Controls Rainer Schild
zum General Manager Industrial Refrigeration
für Deutschland und die Schweiz ernannt.
Zum 20. Januar übernimmt er die gesamte
Verantwortung für den Geschäftsbereich Industrielle
Kältetechnik. Schild hat Vertriebsund
Managementerfahrung sowie mehr als
30 Jahre technisches Fachwissen. Nach seinem
Maschinenbaustudium in Bochum hatte
er bei der Vaillant Gruppe angeheuert.
Rainer Schild
Bild: Johnson Controls
Smarter. Schneller. Besser.
Das Klimamessgerät
testo 400.
• Smarter: Mit Touch-Display
so intuitiv zu bedienen wie Ihr
Smartphone.
• Schneller: Zeit sparen durch
einfache Dokumentation & Berichterstellung
vor Ort.
• Besser: Fehlerfrei & routiniert
durch jede Messung mit dem
Mess-Assistenten.
1/2020 www.ikz.de
www.testo.com/400
FIRMEN & FAKTEN
Kurz notiert
„Status-Report 8 - Fragen und Antworten zur Raumluftfeuchte“
Bietigheim-Bissingen. Der Fachverband
Gebäude-Klima (FGK) hat Ende 2019 den
Status-Report 8 mit Fragen und Antworten
zur Raumluftfeuchte aktualisiert.
Der Status-Report bietet allgemeine Informationen
zur Bedeutung der Raumluftfeuchte
für den Menschen in Bezug
auf dessen Gesundheit und dessen Behaglichkeit.
Ebenfalls gibt er Aufschluss,
welche Befeuchterarten angeboten und
verbaut werden. Darüber hinaus befasst
sich der Report mit der Nutzung der Befeuchtungsgeräte
und veranschaulicht
die technischen Lösungen mit Best-Practice-Beispielen
in namhaften Objekten.
Mit der Aktualisierung des Reports liefert
der FGK Antworten auf Fragen rund
um die Raumluftfeuchte.
www.fgk.de
Kurzlink und QR-Code
führen direkt zur Richtlinie:
bit.ly/status-report-8
Bild: Alfred Kaut
Rockwool: Brandschutz für Lüftungsleitungen
Gladbeck. Mit dem „Montagehelfer für Lüftungsleitungen“ bietet
Weltmarktführer Rockwool Verarbeitern kompakte Informationen,
die auf der Baustelle gute Dienste tun. Zahlreiche Illustrationen
mit präzisen Maßangaben
vermitteln wertvolle Tipps zu
allen wichtigen Anwendungen und
Details zur brandschutztechnischen
Ertüchtigung eckiger Lüftungsleitungen
mit dem System „Conlit Duct
Board 90“.
Auf einigen Seiten fasst der Montagehelfer
Wissenswertes zur fachgerechten
Ausführung von horizontalen,
geneigten und vertikalen
Kanälen zusammen. Dabei wird aufgezeigt,
welche Voraussetzungen
von den Gewerken Lüftungsbau und
Trockenbau geschaffen werden müssen,
bevor die Montage durch den
WKSB-Isolierer beginnen kann. Es gibt eine Checkliste, die hilft,
alle Voraussetzungen für die Montage des „Conlit“-Systems zu
ermitteln. In einer Materialliste wird zusammengefasst, was für
den Einbau der Kanalbekleidung außerdem
im Bereich von Wand- und
Deckendurchführungen sowie zum
Verschluss von Revisionsöffnungen
benötigt wird.
Fragen zum Brandschutz haustechnischer
Anlagen beantwortet
der Technische Service von Rockwool
werktags von 8 bis 17:30 Uhr
bzw. Freitags bis 16:30 Uhr. Der
„Montagehelfer für Lüftungsleitungen“
steht wie alle Rockwool-
Kompendien kostenfrei zum Download
bereit.
ww.rockwool.de
Neuauflage des
Planungshandbuches für
VRF-Systeme von Panasonic
Wuppertal. Die Alfred Kaut GmbH aus Wuppertal hat ergänzend
zum Produktportfolio die aktuelle Auflage des VRF-Planungshandbuches
für Panasonic Heiz- und Kühlsysteme veröffentlicht.
Die Dokumentation enthält auf 276 Seiten detaillierte
und praxisnahe Informationen für eine individuelle und
reibungslose Planung. Unter anderem werden ausführliche
technische Daten der Innen- und Außengeräte, Abmessungen
und Installationsabstände, Verdrahtungs- und Fließschemata
sowie Hinweise zur Rohrleitungsdimensionierung bereitgestellt.
Neben den Beschreibungen gerätespezifischer Eigenschaften
und Sonderfunktionen werden die vielfältigen Steuerungsmöglichkeiten
von Kaut und Panasonic erläutert. Ebenso erhält der Planer Informationen über Zubehör für die sichere Aufstellung
sowie Möglichkeiten zur Reduzierung der Schallemissionen von Panasonic-Außengeräten.
www.kaut.de
Blickpunkt Brandschutz für Lüftungsleitungen: Der
„Montagehelfer für Lüftungsleitungen“ liefert kompakte
Informationen.
Bild: Rockwool
6 IKZplus • IKZ-KLIMA 1/2020
–
Neue
Standards
setzen
Mit der Kampagne „Mindestfeuchte 40 %“ will der FGK u. a.
Bauherren und Planer erreichen, die in ihren Gebäuden eine
optimale und gesundheitsfördernde Raumluftqualität anstreben.
Trockene Luft erhöht
Übertragungseffizienz
von Viren
Hamburg/Bietigheim-Bissingen. Der Fachverband Gebäude-Klima
(FGK) hat die Kampagne „Mindestfeuchte 40 %“
gestartet. Ziel ist es, das Bewusstsein für die Luftbefeuchtung
als integralem Bestandteil der Indoor Air Quality
(IAQ) zu schärfen. In einer Veranstaltung zum Kampagnenauftakt
am 16. Januar 2020 in der Hamburger Elbphilharmonie
wurde in Fachvorträgen dargestellt, welchen
Einfluss die Raumluftfeuchtigkeit auf Behaglichkeit,
Arbeitsproduktivität und Gesundheit hat. So erklärte Dr.
med. Walter J. Hugentobler, Facharzt für Allgemeine Innere
Medizin und Experte für Raumluftfeuchte, dass sich trockene
Luft unter 40 % Raumluftfeuchte nicht nur auf die
Haut, Augen und Schleimhäute auswirkt, sondern auch
die Übertragungseffizienz von Grippeviren erhöht. Speziell
in öffentlichen Gebäuden mit einem hohen Besucheraufkommen,
wie der Hamburger Elbphilharmonie, sei eine
ausreichende Luftfeuchtigkeit elementar wichtig. „Eine
Mindestfeuchtigkeit von 40 % trägt somit dazu bei, die
Ansteckungsgefahr deutlich zu verringern und das gesundheitliche
Wohlbefinden zu steigern“, sagte Hugentobler.
Mit der Kampagne „Mindestfeuchte 40 %“ will der FGK
in Zukunft Bauherren, Planer, gewerbliche Nutzer und Arbeitnehmervertreter
erreichen, die in ihren Gebäuden eine
optimale und gesundheitsfördernde Raumluftqualität anstreben.
Dazu erläuterte Claus Händel, Technischer Referent
des FGK: „Der Grenzwert von 40 % soll sich langfristig
als Mindestmaß für die Raumluftfeuchtigkeit in Gebäuden
etablieren.“
www.mindestfeuchte40.de
Link und QR-Code führen direkt zum Video-
Beitrag der IKZ-Redaktion zur Auftaktveranstaltung
in Hamburg:
bit.ly/Mindestfeuchte
Bild: FGK
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KLIMA
Anlagenmonitoring
Simultan kühlen und heizen spart Kosten
Klimakomfort im Gewerbeobjekt mit getrennter Verbrauchserfassung
Für das Kühlen und Heizen in Gewerbeobjekten bietet sich oft die Klimatisierung mit Wärmerückgewinnung als ideale Lösung an.
So lässt sich meist die klassische Heizungsanlage einsparen und der Energieverbrauch sowie die Kosten signifikant reduzieren. Bei
mehreren Mieteinheiten in einem Objekt kann dazu die separate Verbrauchserfassung durch eine zentrale Bediensoftware ermöglicht
werden, um den exakten Energieverbrauch zu berechnen und zu optimieren. In Ingolstadt hat ein Fachhandwerksunternehmen dies
in Kooperation mit einem Kälte-Klima-Fachgroßhandel realisiert.
Das Gewerbegebiet IngoPark bietet Unternehmen
einen attraktiven Standort in
der Wirtschaftsregion Ingolstadt. Zahlreiche
Betriebe aus Gewerbe, Handel und
der Technologiebranche haben sich hier
angesiedelt oder werden dies in Zukunft
tun. So wie ein heimischer Unternehmer,
der die stadtrandnahe Lage für ein
neu errichtetes Gewerbeobjekt nutzt. Das
dreistöckige Gebäude ist im schlichten,
funktionalen Stil erbaut und orientiert
sich an den aktuellen Energiestandards.
Als Zweckbau spielte bei dem Entwurf das
Verhältnis von optimaler Kos ten-Nutzen-
Rechnung eine wichtige Rolle. Gleichzeitig
wurden durch den Bauherrn auf
Langlebigkeit der Materialien und eine
zukunftssichere technische Ausstattung
geachtet.
Unterstützung durch
Klima-Fachgroßhandel
Vor diesem Hintergrund standen bei der
Wahl des geeigneten Klimasystems neben
dem Klimakomfort auch die Investitions-
und Betriebskosten im Fokus. Ausführung
und Betreuung wurden durch
das Fachhandwerksunternehmen Graf
aus Ingolstadt durchgeführt. Unterstützt
wurde der Fachhandwerksbetrieb von
Marco Daffner, Kälteanlagenbauermeister
und Key-Account-Manager bei der
Robert Schiessl GmbH, einem Kälte-Klima-Fachgroßhandel.
Er hat die Anlagenplanung
unterstützt und die Inbetriebnahme
begleitet. „Unser gemeinsames
Ziel war eine komfortable, energieeffiziente
Klimatisierung, die individuell
gesteuert und nach dem tatsächlichen
Verbrauch abgerechnet werden kann“,
erklärt dazu Marco Daffner. In enger
Abstimmung mit dem Bauherrn fiel die
Wahl bei den Klimaanlagen für die Büroetagen
deshalb auf VRF-Wärmepumpensysteme
von Mitsubishi Electric. Zum
Einsatz kommen zwei unterschiedliche
Systeme mit zahlreichen Funktionalitäten,
die den jeweiligen Anforderungen
Rechnung tragen sollen.
In den Werkstätten im Erdgeschoss
sind so z. B. VRF-Klimasysteme der „Y“-
Serie zum wahlweisen Heizen oder Kühlen
installiert. Diese Serie bietet sich an,
wenn im Umschaltbetrieb geheizt oder
gekühlt werden soll und die Voraussetzungen
für die Nutzung einer Wärmerückgewinnungsfunktion
nicht zweckmäßig
gegeben sind. Für die beiden Büroetagen
stehen „VRF-R2“-Wärmepumpensysteme
zur Verfügung, die nach Angabe des Herstellers
speziell zum Aufbau energiesparender
und umweltfreundlicher Anlagen
in komplexen Gebäuden entwickelt wurden.
Büro- und Werkstattgebäude im Gewerbegebiet IngoPark in Ingolstadt. Hier wird über die
Klimatisierung mit Wärmerückgewinnung gekühlt und geheizt.
Niedrige Energiekosten durch
Wärmerückgewinnung
Das „VRF-R2“-Wärmepumpensystem von
Mitsubishi Electric ist ein Wärmerückgewinnungssystem,
das Heizen und Kühlen
im Simultanbetrieb mit nur zwei
Rohrleitungen ermöglicht. Hierbei wird
den zu kühlenden Räumen Wärme entzogen
und über sogenannte BC-Controller
(Kältemittelverteiler) in Bereiche des
Gebäudes verschoben, die Wärme benötigen.
Die Wärme wird so nicht ungenutzt
über die Außengeräte an die Umwelt abgegeben,
sondern verbleibt im geschlossenen
System.
8 IKZplus • IKZ-KLIMA 1/2020
KLIMA
Anlagenmonitoring
In den Werkstätten sind Klimasysteme der
Y-Serie zum wahlweisen Heizen oder Kühlen
installiert.
In dem Büro- und Gewerbeobjekt konnte
durch das System so auf eine klassische
Heizungsanlage verzichtet werden. Die
Versorgung der Büros mit Wärme erfolgt
im reinen Umluftbetrieb über die Klimageräte.
Dazu befinden sich die Außenanlagen
auf dem Flachdach des Gebäudes
und bedienen jeweils ein Stockwerk. Im
Erdgeschoss sind zwei Werkstätten beheimatet,
eine davon ist ein Fachbetrieb
für Fahrzeugaufbereitung. Beide Gewerbeeinheiten
verfügen über je ein eigenes
VRF-Klimasystem aus der „Y“-Serie zum
wahlweisen Heizen oder Kühlen. Die linke
Gebäudeseite im Erdgeschoss wird durch
ein Außengerät mit 40 kW Kälteleistung
und die Aufbereitungswerkstatt durch ein
Außengerät mit 50 kW Kälteleistung versorgt.
BC-Controller
Im ersten Obergeschoss befinden sich
zwei Mietgewerbeeinheiten für Büroräume.
Die Klimaanlage für dieses Stockwerk
besteht aus zwei Außengeräten des
VRF-R2-Systems der „City Multi“-Serie mit
einer Gesamtkälteleistung von 61,5 kW
und einer Gesamtheizleistung von rund
69 kW. Die Außengeräte verfügen über sogenannte
Wind-Shields, damit die Geräte
bei starken Windlasten oder im Winter bei
Schneefall im Heizbetrieb reibungslos abtauen
können. Zwei Kältemittelverteiler
(BC-Controller) übernehmen die Verteilung
des Kältemittels an die einzelnen Innengeräte.
Die beiden Verteilereinheiten
sind als eine Master- und eine Slave-Einheit
in zwei Schächten auf der Etage untergebracht.
Das zweite Obergeschoss ist sowohl
von der Raumaufteilung als auch vom
Nutzungsprofil und den eingesetzten Geräten
nahezu identisch mit dem ersten
Obergeschoss. Auch hier befinden sich
die BC-Controller in den Schachtanlagen
des betreffenden Stockwerks. Sie bilden
mit den Außengeräten eine kälte- und regelungstechnische
Einheit und leiten das
Kältemittel je nach Wärme- oder Kältebedarf
als Heißgas oder Flüssigkeit an die
unterschiedlichen Klimakreise in den Büros.
Sensor-Technologie
passt Leistung bedarfsgerecht an
Als Innengeräte kommen in dem Gebäude
insgesamt 63 4-Wege-Deckenkassetten
in unterschiedlichen Leistungsgrößen als
große Kassetten oder im Eurorastermaß
zum Einsatz. Für die Bedienung der Innengeräte
stehen in jedem Raum Kabelfernbedienungen
zur Verfügung. Alle Innengeräte
sind mit der sogenannten „3Di-see“-Sensor-Technologie
des Herstellers
für eine nachhaltige Klimatisierung ausgestattet.
Diese Sensor-Technologie verfügt
über einen intelligenten Algorithmus,
der die Anzahl und Position von Personen
im Raum erkennt.
Durch die regelungstechnische Verknüpfung
von Außen- und Innengeräten
mit der Sensor-Technologie schalten die
Geräte in einen erweiterten Energiesparmodus,
in dem die Kompressorleistung
entsprechend reduziert wird. Dies ermöglicht
einen automatischen Energiesparbetrieb
an Orten, an denen sich die Anzahl
der Personen häufig ändert und deshalb
geringere Wärmelasten abzuführen sind.
Erhöht sich die Anzahl der Personen im
Raum wieder, fährt der Kompressor mit
seiner Leistung hoch. Zudem kann der
Sensor auch feststellen, welche Bereiche
häufig genutzt werden und passt so die
Anlagenbetriebsweise an.
1/2020 www.ikz.de 9
KLIMA
Anlagenmonitoring
Als Innengeräte kommen in dem Gebäude insgesamt 63 4-Wege-
Deckenkassetten in unterschiedlichen Leistungsgrößen als große
Kassetten oder im Eurorastermaß zum Einsatz.
In einem kleinen Technikraum ist ein PC aufgestellt, auf dem eine
multifunktionale Bediensoftware den genauen Energieverbrauch pro
Mieteinheit ermittelt.
Getrennte Verbrauchserfassung
durch zentrale Bediensoftware
Besonderen Wert legte der Bauherr auf
eine getrennte Verbrauchserfassung für
die einzelnen vermieteten Einheiten.
Dafür wurde in einem kleinen Technikraum
ein PC aufgestellt, auf dem eine
multifunktionale Bediensoftware („TG-
2000A“) installiert ist. Das zentrale Steuerungssystem
ermöglicht es dem Vermieter
bzw. dem Wartungsbetrieb, die
einzelnen Klimageräte oder Gerätegruppen
zentral zu überprüfen und alle Klimageräte
vom PC aus zu steuern. Zur
genauen Verbrauchserfassung berechnet
die Regelung in Abhängigkeit der
Leistungsaufnahme der Innengeräte,
der momentanen Heiz- und Kühlleistung
sowie der Raumtemperatur den
tatsächlichen Stromverbrauch pro Mieteinheit.
„Das macht die Arbeit für den Betreiber
einfacher und effizienter. Zudem zeigt die
Erfahrung, dass sich durch das zentrale
Klimamanagement Einsparungen beim
Energieverbrauch realisieren lassen, die
letztlich den Mietern zugutekommen“, so
Daffner. Die Funktionalitäten und damit
verbundenen Vorteile der Software reichen
aber noch weiter. So können Betriebsparameter
und eventuelle Fehlermeldungen
angezeigt, Zeitprogramme eingestellt
und Trenddaten analysiert werden.
Zudem bietet das Programm die Möglichkeit,
den Betriebszustand und Temperaturverlauf
jedes einzelnen Klimageräts
anzuzeigen und gegebenenfalls anzupassen.
Bilder: Mitsubishi Electric
www.mitsubishi-les.com
Alle Innengeräte sind mit „3D-i-see“-Sensor-Technologie
für eine intelligente Klimatisierung ausgestattet.
Die Technologie verfügt über einen Algorithmus, der die
Anzahl und Position von Personen im Raum erkennt und
die Anlagenbetriebsweise entsprechend anpasst.
10 IKZplus • IKZ-KLIMA 1/2020
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KLIMA
Kohlendioxid
CO 2 -Filterung gegen den Klimawandel
„Direct Air Capture“-Technologie gewinnt CO 2 aus der Umgebungsluft und macht es für Prozesse nutzbar
Bild: Climeworks/Julia Dunlop
„Was wäre, wenn wir verhindern könnten, dass der Klimawandel noch dramatischere Auswirkungen hat als bislang?“ Eine Frage, mit
der sich die Gründer von Climeworks in der Schweiz intensiv auseinandergesetzt haben und die als Basis für ihr Unternehmenskonzept
dient: CO 2 aus der Luft zu filtern. Ermöglicht wird dies durch die „Direct Air Capture“-Technologie.
Abschmelzende Polkappen, Hitzerekorde,
ein steigender Meeresspiegel – hauptsächlich
verursacht durch den Klimawandel
ist dessen bedrohliche Bedeutung für uns
und unseren Planeten mittlerweile in praktisch
jedes Wohnzimmer vorgedrungen.
Ein Hauptverursacher dieser bedrohlichen
Entwicklung: zu hohe CO 2 -Emissionen. Das
Pariser Übereinkommen, welches 2015 im
Zuge der Klimarahmenkonvention der Vereinten
Nationen verabschiedet wurde, zielt
darauf ab, den Anstieg der globalen Durchschnittstemperatur
auf „deutlich unter
2 °C“ über dem vorindustriellen Niveau zu
halten, um die Risiken und Auswirkungen
der Klimakrise auf den Planeten erheblich
zu verringern. Aber wie kann dieses Abkommen
auch Wirklichkeit werden? Lösungsansätze
und Strategien, die zum Erreichen
dieser Ziele beitragen möchten,
gibt es einige. Eines dieser Konzepte liefert
das schweizer Unternehmen Climeworks:
die modulare „Direct Air Capture“-
Technologie, die CO 2 aus der Luft filtert und
den gewonnenen Rohstoff in unterschiedliche
Industriezweige weiter verkauft z. B.
als Dünger für Gewächshäuser – so wie am
Hauptstandort von Climeworks in Hinwil,
in der Schweiz.
Die „Direct Air Capture“-Technologie
Bereits im Jahr 2008 besuchten Christoph
Gebald und sein Kommilitone Jan Wurzbacher
– die zwei Gründer und Vorstandsmitglieder
von Climeworks – den Familienbetrieb
der Gebrüder Meier. Die beiden
damaligen ETH-Studenten hatten
die Idee, CO 2 direkt aus der Umgebungsluft
zu filtern und als Rohstoff zu verkaufen.
„Wir stellten unser Konzept vor und
schlossen eine Absichtserklärung über
den möglichen Kauf, wenn es uns gelingt,
eine entsprechende Anlage zu bauen“, erinnert
sich Christoph Gebald. Anschließend
entstand im Rahmen des „Venture
Challenge“-Kurses an der ETH Zürich ein
erster Businessplan.
Neun Jahre später thront die weltweit
erste kommerzielle Anlage ihrer Art auf
dem Dach der nur 400 m entfernt liegenden
Müllverwertungsanlage des Zweck-
12 IKZplus • IKZ-KLIMA 1/2020
KLIMA
Kohlendioxid
verbands Kehrichtverwertung Zürcher
Oberland (KEZO). „Seit unserem ersten Besuch
hier haben wir den Sprung von einigen
Millilitern pro Tag im Labor auf 900
Tonnen pro Jahr im industriellen Maßstab
geschafft“, sagt Climeworks-Geschäftsführer
Christoph Gebald stolz.
„Direct Air Capture“ – kurz DAC – heißt
das Verfahren, das Christoph Gebald und
Jan Wurzbacher inzwischen mit einem
Team von aktuell 65 Experten zur kommerziellen
Verfügbarkeit weiterentwickelt
haben. Für die Umsetzung der Anlage
in Hinwil wird Climeworks vom Bundesamt
für Energie BFE mit einem Beitrag
an den nicht amortisierbaren Kosten unterstützt.
Fakten zur „Direct Air Capture“-Anlage in Hinwil
Art der Anlage:
Climeworks DAC-18
Zahl der CO 2 -Kollektoren:
18
CO 2 -Kapazität pro Tag:
2460 kg (abhängig u. a.
von Wetterfaktoren)
CO 2 -Nutzung:
CO 2 -Anreicherung eines
Gewächshauses
Größe der CO 2 -Filteranlage: ca. 90 m²
Größe des Gewächshauses: 37 632 m²
Effekt im Gewächshaus: Steigerung des Ernteertrags um bis zu 20 %
18 Kollektoren filtern 900 t CO 2
Die 18 CO 2 -Kollektoren sind in drei Schiffscontainern
übereinander auf dem Dach
der Müllverwertungsanlage und in Sichtweite
zu den Gewächshäusern installiert.
„Die Ventilatoren außen dienen dazu,
die Umgebungsluft anzusaugen“, erklärt
Christoph Gebald. Im Inneren jedes Kollektors
findet dann der eigentliche Adsorptions-Desorptions-Prozess
statt. Die
CO 2 -reduzierte Luft wird wieder herausgeblasen.
„Unsere Filter werden innerhalb
weniger Stunden mit CO 2 gesättigt“,
beschreibt Gebald. Um den Desorptions-
Prozess zu starten, wird das gesättigte Filtermaterial
auf ca. 100 °C erhitzt. „Hierzu
nutzen wir die Abwärme der KEZO und
sind damit besonders ressourcenschonend“,
so Gebald. Dabei wird das hochreine
CO 2 freigesetzt und der Leitung zugeführt,
die die Gewächshäuser der Gebrüder
Meier mit dem Gas versorgt. Pro
Jahr kauft der landwirtschaftliche Betrieb
Climeworks 900 t des Gases zu marktüblichen
Preisen ab. „Die Nutzung von CO 2
aus der lokalen Umgebungsluft passt zu
unseren nachhaltigen Produktionsgrundsätzen
und unterstützt die Vermarktung
unserer Produkte“, sagt Meier. Das Wachstum
von Gurken oder Tomaten, die das
Unternehmen für den schweizerischen
Bild: Climeworks
Großhandel anbaut, wird deutlich gesteigert.
Bislang musste dafür eigens ein
Lkw aus größerer Entfernung den CO 2 -
Tank auffüllen.
CO 2 aus Umgebungsluft kurbelt
Pflanzenwachstum an
CO 2 ist in der Landwirtschaft ein wertvoller
Dünger: In der richtigen Dosis eingesetzt,
sorgt das Gas dafür, dass Tomaten,
Gurken oder Salat bis zu 20 % schneller
wachsen. „Die Pflanzen werden kräftiger
und größer“, sagt Fritz Meier, der bei der
Gebrüder Meier AG im schweizerischen
Hinwil für die Gewächshausproduktion
zuständig ist. Seither erhält der landwirt-
Bild: Climeworks/Julia Dunlop
Die DAC-Anlage auf dem Dach der Müllverwertungsanlage
des KEZO mit Blick
auf die Gewächshäuser der Gebrüder
Maier.
1/2020 www.ikz.de 13
Die
Gründer
von Climeworks:
Christoph Gebald (links) und Jan
Wurzbacher (rechts).
schaftliche Betrieb das CO 2 nicht mehr aus
industriellen Quellen per Lkw angeliefert,
sondern weltweit einmalig von einer
Anlage, die den wertvollen Rohstoff direkt
aus der Umgebungsluft filtert. Aufgrund
des zyklischen Prozesses sind die 18 Kollektoren
stets in unterschiedlichen Phasen
– dies ermöglicht die kontinuierliche
Belieferung der Gewächshäuser über eine
unterirdische Rohrleitung.
Bild: Climeworks/Julia Dunlop
Rohstoff für Getränke,
Kraftstoff und Materialien
Aufgrund der Vor-Ort-Herstellung muss
kein industrielles, fossiles CO 2 mehr per
Lkw zum Verbraucher antransportiert
und in Tanks zwischengespeichert werden.
Die Kunden reduzieren damit ihre
Emissionen sowie die Abhängigkeit von
fossilen Energien. Darüber hinaus kann
das von Climeworks gesammelte CO 2 verwendet
werden, um z. B. Getränke anzureichern
oder klimaneutrale Kraftstoffe
und Materialien herzustellen.
Mit der Installation der ersten kommerziellen
DAC-Anlage hat das Unternehmen
nicht nur Produktionskapazitäten
am Firmenstandort geschaffen, sondern
auch sein Expertenteam Schritt für
Schritt erweitert. „Mit den energetischen
und wirtschaftlichen Daten können wir
nun auch andere, größere Projekte zuverlässig
kalkulieren und dabei auf die Erfahrungswerte
aus der Praxis zurückgreifen“,
so Jan Wurzbacher.
Beispiel: Das
CarbFix2-Projekt
in Island arbeitet
seit 2017 mit
einer DAC-Anlage
in Kombination
mit einer unterirdischen
Mineralisierung
des CO 2 .
Projekt in Island
Climeworks hat sich hierfür
mit dem isländischen Ener -
gieversorger Reykjavik Energy
verbündet, um weltweit einmalig
die DAC-Technologie mit dauerhafter geologischer
Speicherung zu kombinieren.
Gemanagt wird das im Rahmen von Horizon
2020 von der EU geförderte Vorhaben
an einem der größten Geothermie-Kraftwerke
der Welt von Reykjavik Energy. In
Hellisheidi wird bereits CO 2 aus anderen
Quellen mineralisiert.
Mit der Pilotanlage in Island wird CO 2
direkt aus der Umgebungsluft gefiltert
und – in Wasser gebunden – über 700 m
in den Untergrund geleitet. In diesem Basaltreichen
Boden kann das sprudelnde
Gemisch aufgrund des hohen Drucks und
der hohen Temperaturen nicht mehr entweichen.
Stattdessen verbindet es sich mit
dem Basalt – ein natürlicher Prozess, bei
dem CO 2 mit dem basischen Gestein reagiert
und innerhalb weniger Jahre zu
Calciumcarbonat umgesetzt wird. Der
Vorteil? Calciumcarbonat – auch Calzit
genannt – kann weder durch äußere Wettereinflüsse
oder etwa auftretende Brände
geschädigt werden, sodass kein CO 2 mehr
austreten kann. Dadurch lässt sich CO 2 –
als Calzit gebunden – dauerhaft und sicher
aus der Atmosphäre entfernen.
Während der Testphase wird vor allem
untersucht, wie DAC auf die spezifischen
Wetterverhältnisse im Südwesten Islands
reagiert. Die Bedingungen in bestehenden
Geothermiekraftwerken in Island machen
es zu einem der besten Orte, um mit der
Endlagerung von CO 2 zu beginnen. Es gibt
jedoch noch mehr Orte, an denen ideale
Voraussetzungen vorherrschen. Z. B.
bietet das „Icelandic Rift“-System Kapazitäten,
um pro Jahr bis zu 50 Mio. t CO 2
zu speichern. Studien zufolge bieten sich
auf globaler Ebene sogar Kapazitäten, um
über 30 Bio. t CO 2 einspeichern zu können.
Geeignet sind dafür z. B. vor allem Standorte
in Nordamerika, im Mittleren Osten
oder auch in China.
Gurkenpflanzen in einem der Gewächshäuser der Gebrüder Maier.
Bild: Climeworks/Julia Dunlop
14 IKZplus • IKZ-KLIMA 1/2020
KLIMA
Kohlendioxid
Bild links: Prozesskette des Carb-
Fix2-Projekts in Island zur Filterung
und Mineralisierung von CO 2 . Bild
rechts: Basaltkern mit Carbonaten.
Negative Emissionen
zur Erreichung des 2-°C-Ziels
„Hoch skalierbare negative Emissionstechnologien
sind zum Erreichen des
2-Grad-Ziels der Weltgemeinschaft unerlässlich“,
sagt Christoph Gebald. „Die
DAC-Technologie bietet hierfür unzählige
Vorteile und ist in Kombination mit unterirdischer
Speicherung bestens geeignet.
Daher arbeiten wir jeden Tag daran,
unsere Mission, bis 2025 ein Prozent der
globalen CO 2 -Emissionen aus der Luft zu
filtern, zu erreichen.“ Um dieses Ziel umzusetzen,
sind laut Climeworks 250 000
DAC-Anlagen wie in Hinwil notwendig.
Parallel hierzu biete das Unternehmen
auch für „Einzelkämpfer“ ein passendes
Angebot: Seit Kurzem ist es für jede Person
möglich, Reise-Emissionen permanent
aus der Atmosphäre zu entfernen. Als Mitglied
der „Climeworks Pioneers“ lässt man
CO 2 im eigenen Namen zu Stein umwandeln
– und setzt somit ein Zeichen gegen
die Klimakrise.
www.climeworks.com
www.climeworks.shop
Bild: Climeworks/Julia Dunlop
Bild: Climeworks
Bild: Climeworks/Sandra O Snaebjornsdottir
Am Geothermie-
Kraftwerk
Hellisheidi auf
Island wird
erstmals CO 2 aus
der Luft in Stein
verwandelt.
KÄLTE
Datenverarbeitung
Optimierte Lüftungs- und
Klimatisierungssysteme für Rechenzentren
Rahmenbedingungen für Planung, Bau und Betrieb von Rechenzentren nach VDI-Richtlinie 2054
Obwohl der Energieverbrauch einzelner Computer stetig sinkt, führt die fortschreitende Digitalisierung in Gesellschaft und Industrie
zu einer Zunahme von Rechenzentrumsleistungen. Die rasante Entwicklung der IT-Systeme stellt neue und höhere Anforderung an die
Infrastrukturtechnik. Aus diesem Grunde musste die aus dem Jahr 1994 stammende VDI-Richtlinie 2054 „Raumlufttechnische Anlagen
für Datenverarbeitung“ zwingend aktualisiert werden. Nachfolgend einige Kernpunkte der aktuellen Richtlinie.
Die Zeiten, in denen bloß um die Machbarkeit
hoher Rechenleistungen gerungen
wurde, sind vorbei. Die Standards
sind gesetzt und nach oben verschoben.
In der Folge rückten andere Aspekte von
Rechenzentren in den Fokus: Ein möglichst
niedriger Energieverbrauch, Effizienz
und damit auch Klimaschutz gewinnen
zunehmend an Bedeutung. Die aktuelle
VDI-Richtlinie 2054 „Raumlufttechnik
– Datenverarbeitung (VDI-Lüftungsregeln)“,
von August 2019, setzt an diesem
Punkt an und stellt die Anforderungen an
Planung, Bau und Betrieb von energieeffizienten
Rechenzentren dar. Ein wichtiger
– wenn nicht der wichtigste – Faktor in diesem
Zusammenhang ist die Wärmefreisetzung
von Systemen der Datenverarbeitung.
Die Wärmeentwicklung liegt bei solchen
Systemen um ein Vielfaches höher als bei
herkömmlichen Wärmelasten wie Lampen,
Sonnenlicht oder der Umgebungstemperatur.
Entsprechend ist es Aufgabe der
Belüftungssys teme, die hohen Wärmelasten
sicher und effizient abzuführen.
Alternative Auslegungsgrundlagen
Die klimatechnischen Rahmenbedingungen,
die innerhalb eines Rechenzentrums
eingehalten werden sollen, sind
im Wesentlichen die Temperatur und die
Luftfeuchte. Dabei handelt es sich um die
Lufteintrittszustände in das IT-Equipment.
Als Auslegungsgrundlagen stehen
dazu neben der VDI-Richtlinie 2054 alternativ
weitere Regelwerke zur Verfügung:
• DIN EN 50600-2-3:2019-08 „Informationstechnik
– Einrichtungen und Infrastrukturen
von Rechenzentren, Teil
Bilder: dc-ce RZ-Beratung
KALTGANG
Bild 1: Modernes Rechenzentrum mit Kaltgangeinhausung.
2-3: Regelung von Umgebungsbedingungen“,
• ASHRAE Thermal Guidelines for Data
Processing Environments 2012; ASH-
RAE (American Society of Heating, Refrigeration,
Air-Conditioning Engineers),
• DIN EN 60721-3-3:1995-09 „Klassifizierung
von Umweltbedingungen (für
Telekommunikationsräume) – Teil 3:
Klassen von Umwelteinflussgrößen
und deren Grenzwerte“.
Die VDI 2054 enthält Empfehlungen, die
bei Planung, Errichtung und Betrieb von
technischen Anlagen zur Klimatisierung
von Einrichtungen für die Datenverarbeitung
zu beachten sind. Dabei werden folgende
Systeme allerdings nicht berücksichtigt:
WARMGANG
• Systeme zur Abführung von hohen Prozessorleistungen
direkt am Rechenkern
mittels flüssiger Kälteträger und
• Anlagen für Maschinenräume mit Arbeitsplätzen
(für Anforderungen bezüglich
dauerhafter Arbeitsplätze
wird auf die technischen Regeln wie
ASR A 3.5, ASR A 3.6, DIN EN 16798,
DIN EN 15251, VDI 6022 und VDI 3804
verwiesen). Im Gegensatz zur Fassung
der Norm von 1994 [1] – in der noch Vorgaben
für periphere Räume und Operatorräume
mit ständigen Arbeitsplätzen
enthalten waren – wurde der Inhalt
der Neufassung bewusst auf reine
Rechnerräume beschränkt.
Im Folgenden werden einige Aspekte zum
Inhalt und zu Schnittstellen der VDI 2054
dargelegt.
16 IKZplus • IKZ-KLIMA 1/2020
Bild: Beuth Verlag/VDI 2054
Systemauswahl
Bild 2 zeigt eine Vielzahl von Lösungsmöglichkeiten,
die sich bei der Kombination
der Anlagen bzw. Komponenten
für wasser-, luft- und kältemittelbasierte
Wärmeträgersysteme mit den Installationsorten
(Rack, DV-Raum, Gebäude) ergeben,
um die im Server anfallende Wärmeleistung
abzuführen. I. d. R. muss das
System:
• die Kriterien des Anforderungskatalogs,
• die jeweiligen Anwendungsbedingungen
und örtlichen Gegebenheiten
sowie
• die Anforderungen hinsichtlich der
Ener gie- und Kosteneffizienz erfüllen.
Für den Nachweis der Effizienz ist meist
eine Berechnung des Jahresenergieverbrauchs
und der jährlichen Energiekosten
– auf der Grundlage der statistischen Jahresstunden
für die Außentemperatur und
unter Berücksichtigung der Abhängigkeit
des Energie- sowie des Wasserverbrauchs
von der Außentemperatur – zu erstellen.
Die Kälteträgersysteme (Kaltwasser,
Kühlwasser, indirekte freie Kühlung, direkte
freie Kühlung, Kältemittel) werden
in dem Kapitel Systemauswahl erläutert.
Die Zielstellung der Norm bestand jedoch
nicht darin, detaillierte Planungshinweise
für das gewählte System zu erstellen.
Hierfür wird auf separate Regelwerke verwiesen,
z. B. auf die VDI-Richtlinie 6018
für die Auswahl und die Dimensionierung
der Kälteerzeugung sowie die Auswahl
des Kältemittels, oder auf die VDI-
Richtlinie 2047 Blatt 2, für die Auslegung
von Verdunstungs- und Hybridkühleinrichtung.
Luftführungssysteme
im Rechenzentrum
Die Luftführung im Rechenzentrum beeinflusst
entscheidend die mögliche Wärmeabführung
aus den Racks sowie die
ener getische Effektivität der Anlage. Eine
Übersicht über mögliche Luftführungssysteme
wird in Tabelle 1 dargestellt. Diese
angeführten Varianten werden jeweils
auch auf Basis einer Prinzip-Darstellung
(wie in Bild 3), in der Richtlinie mit Vorund
Nachteilen beschrieben.
Bild 2: Übersicht der typischen Systemkonstellationen nach [2].
Im Kapitel „Luftführungssysteme“
zeigt sich besonders der Fortschritt bezüglich
effektiver Abführung von Wärmelasten
aus Rechenzentren. In der Fassung
von 1994 [1] wurde nur die Variante
„Freie Strömung durch Doppelboden“ beschrieben.
Dies spiegelt die damalige Praxis
der unstrukturierten Aufstellung und
Anordnung der Server/Racks wider. Die
konsequente Ausrichtung der Server mit
1/2020 www.ikz.de 17
Tabelle 1: Übersicht der Lüftungssysteme nach [2].
Maximal
erreichbare Kühllast
Energetische
Bewertung
Ungeführte
Lufteinbringung
≤ 500 W/m 2
≤ 2 kW/Rack
Freie Strömung
durch Doppelboden
≤ 1000 W/m 2
≤ 4 kW/Rack
Offene Kalt-/
Warmgangklimatisierung
≤ 1500 W/m 2
≤ 6 kW/Rack
Kalt-/ Warmgangklimatisierung
mit
Einhausung
< 4000 W/m 2
< 12 kW/Rack
Klimatisierung über
wassergekühlte
Racks
(8…25) kW/Rack
Schlecht Schlecht Gut Sehr gut Sehr gut
Investition Gering Mittel Mittel Hoch Hoch
Einsatzbereich (5…10) m 2
Etagenpatchraum
Mobilfunkbasisstation
dezentraler Serverraum
Bis 400 m 2
Bestandsrechenzentrum
dezentraler Serverraum
Rechenzentrum
dezentraler Serverraum
Rechenzentrum
Rechenzentrum
dezentraler Serverraum
Etagenpatchraum
Zulufttemperatur Ca. (12…20) °C Ca. 16 °C Ca. 20 °C Ca. 24 °C Daten systemabhängig
Ablufttemperatur 22 °C 22 °C 30 °C > 35 °C
Temperaturdifferenz
zwischen Abluft- und
Zulufttemperatur
(2…10) K Max. 6 K Max. 10 K > 10 K
Bild: Beuth Verlag/VDI 2054
Bild 3: Kalt-/Warmgangklimatisierung mit Doppelboden.
der Lufteintrittsseite in einem Gang und
der Luftaustrittsseite im anderen Gang
(„Kalt-/Warmgangprinzip“) war noch
nicht üblich.
Doppelbodenausführung/-auslegung
Aus energetischen und funktionellen
Gründen wird der Doppelbodenauslegung
ein separates Kapitel in der Richtlinie
gewidmet. Die Praxis zeigt, dass
bei der Luftverteilung über den Doppelboden
häufig Probleme infolge falscher
Dimensionierung auftreten. Die Zielstellung
besteht darin, eine möglichst
gleichmäßige Beaufschlagung der Lüftungsplatten,
die im Kaltgang angeordnet
sind und die Kaltluft für die Server
einströmen lassen, zu erreichen. Dies
wird erreicht, indem im Doppelboden ein
entsprechend hoher Vordruck durch den
Strömungswiderstand der Lüftungsplatten
aufgebaut wird. In der VDI 2054 sind
Auslegungsrichtwerte für die Geschwindigkeit
und den Druckverlust im Doppelboden
entsprechend Tabelle 2 empfohlen.
Des Weiteren sind in der Norm Auslegungshilfen
für die Berechnung des
Druckverlustes sowie zur Berechnung
der Geschwindigkeit im Doppelboden in
Abhängigkeit von der Kühlleistung angeführt.
Betriebssicherheit – Verfügbarkeitsklassen
für Klima und Kälte
Rechenzentren werden in der Regel durchgehend
betrieben und stellen somit hohe
Anforderungen an die Betriebssicherheit,
die durch redundante Ausführung der Anlagen
bzw. Komponenten erreicht wird.
Bei der Planung von Rechenzentren hat
insbesondere die geforderte Verfügbarkeit
einen großen Einfluss auf Anlagenkonzeption,
späteren Energie- und Medienverbrauch
sowie Investitionskosten. In
der Richtlinie werden, in Anlehnung an
international verbreitete Definitionen,
vier Verfügbarkeitsklassen (Klassen A,
niedrigste Verfügbarkeit, bis D, höchste
Verfügbarkeit) für Anlagen zur Klimatisierung
von IT-Equipment festgelegt und
die Merkmale sowie Anforderungen an
die Anlagen der einzelnen Verfügbarkeitsklassen
beschrieben. Die Klassifizierung
basiert darauf, dass sich technische Komponenten
hinsichtlich ihres Einflusses auf
die Verfügbarkeit wie folgt unterscheiden
lassen:
• ausfallkritische Komponenten (z. B.
Kälteerzeuger, Rückkühler, Umluftklimageräte,
Pumpen, Antriebe, regelmäßig
instandsetzungsbedürftige Armaturen)
und
Tabelle 2: Auslegungsrichtwerte für den Druckverlust von Doppelbodenplatten in Abhängigkeit
der maximalen Luftgeschwindigkeit nach [2].
Geschwindigkeit im Doppelboden
mit maximalem
Luftvolumenstrom in m/s
Auslegungsdruckverlust
der Lüftungsplatten in Pa
Anmerkung
1,0 6 Bevorzugter Auslegungsbereich
2,0 8
3,0 15
4,0 25 Überschreitung der Geschwindigkeit
von 3 m/s ist im Einzelfall zu
5,0 37
prüfen.
6,0 51
18 IKZplus • IKZ-KLIMA 1/2020
KÄLTE
Datenverarbeitung
• weniger ausfallkritische Komponenten
(z.B. Rohrleitungen einschließlich
Dämmungen, manuelle Absperrklappen).
Ausgehend von der Systemausstattung
führen die Verfügbarkeitsklassen in Verbindung
mit der Komponenteneinteilung
zur Betriebsweise (nicht redundant, redundant,
parallel Betrieb etc.). So lassen
sich die einzelnen Anlagenbetriebsweisen
leichter ermitteln.
In VDI 2054 werden darüber hinaus
auch die Auswirkungen von Störungen
sowie Wartung und Instandsetzung der
technischen Komponenten auf die Klimatisierung
des IT-Equipments detailliert beschrieben.
Bild 4: Beispiel einer Kaltgangeinhausung mit Lufteinbringung über einen Doppelboden.
Bild: Beuth Verlag/VDI 2054
Planungsgrundlagen/
Auslegungsparameter
Ausgehend von der Definition der für das
Rechenzentrum relevanten Temperaturen,
wie Zulufttemperatur, DV-Eintrittsund
DV-Austrittstemperatur und Ablufttemperatur,
sind nachfolgende Grundlagen
u.a. zu beachten:
Die Lufteintrittstemperatur sollte aus
energetischen Gründen möglichst hoch
sein. Bei den heutigen Rechnertechnologien
sind Eintrittstemperaturen im Bereich
von 25 °C bis 30 °C möglich (Bild 4).
Die Anforderungen an die Luftfeuchtigkeit
ergeben sich aus den Einsatzbedingungen
für das IT-Equipment. Üblicherweise
liegen die Grenzwerte für die
minimale und maximale relative Luftfeuchtigkeit
bei 20 % r. F. und 80 % r. F. Damit
ist der Toleranzbereich wesentlich größer,
als in der ersten Fassung der Richtlinie
(mit Grenzwerten von 30 % r. F. sowie 68 %
r. F.). Es ergeben sich somit höhere Einsparmöglichkeiten,
wenn die Luftfeuchtigkeit
variabel nach den Kriterien eines wirtschaftlichen
Betriebs geregelt wird.
Konkrete Anforderungen an den
Schalldruckpegel im Rechnerraum sind
im Gegensatz zur Vorgänger-Richtlinie
nicht mehr angeführt. Dies hat u. a. zum
Hintergrund, das in modernen Rechenzentren
mit hoher Leistungsdichte die
Schallemission der Rechentechnik in der
Regel wesentlich größer als die Schallemission
der Klimageräte ist.
Neben verschiedenen Möglichkeiten
zur Berechnung der IT-Wärmebelastung
bietet die VDI 2054 auch Berechnungsgrundlagen
zur Bestimmung der Gesamtkühllast
und des Kühlluftvolumenstroms.
Regelkonzepte
Beispiele für Regelkonzepte von Klimageräten
sind in der Anlage C der Richtlinie
aufgeführt. Es wird dabei prinzipiell unterschieden
zwischen den Ausführungsvarianten
„mit“ und „ohne“ Kaltgang-Einhausung.
Dazu ein Beispiel der Variante A2 – „Regelkonzept
zur Leistungsregulierung der
Umluftklimageräte, ohne Kaltgang-Einhausung,
Regelgröße Lufttemperaturdifferenz:
Zusätzlich zur Ablufttemperatur wird
die Zulufttemperatur auf einen vorgegebenen
Sollwert geregelt. (Dieses Konzept
entspricht einer ∆T = konst.-Regelung).
Die Einhaltung der Zulufttemperatur geschieht
durch Stellen des Kaltwasserregelventils,
während zur Einhaltung der Ablufttemperatur
die Drehzahl des Ventilators
angepasst wird (Bild 5).
Literatur:
[1] VDI 2054:1994-09 „Raumlufttechnische Anlagen
für Datenverarbeitung“ (mit Überprüfung
vom Januar 2000), Beuth Verlag
[2] VDI 2054:2019-08 „Raumlufttechnik – Datenverarbeitung
(VDI-Lüftungsregeln)“, Beuth
Verlag
Autor: Dr.-Ing. Jürgen Zschernig, Projektleiter
bei dc-ce RZ-Beratung in Frankfurt am Main und
Mitglied des VDI-Richtlinienausschusses VDI 2054
Bild 5: Beispiel „Regelkonzept zur Leistungsregulierung der Umluftklimageräte, ohne
Kaltgang-Einhausung, Regelgröße Lufttemperaturdifferenz.
Bild: Beuth Verlag/VDI 2054
1/2020 www.ikz.de 19
KÄLTE
Kältemittel
Kaltwassersysteme bieten flexible
Einsatzmöglichkeiten
Situation zur F-Gas-Verordnung, Einsatzkriterien für Kaltwassersysteme
Die fortschreitende Verschärfung der F-Gas-Verordnung stellt die Klimabranche vor einige Herausforderungen. So zwingt das Phase-
Down-Szenario beispielsweise die Hersteller von Kälte- und Klimaanlagen neue Kältemittel einzusetzen. Ebenso sind Fachplanungsund
Handwerksunternehmen betroffen, die sich z. B. mit der Frage beschäftigen müssen, ob die heute installierten Anlagen sich auch
in einigen Jahren noch problemlos betreiben lassen. Somit ist das Interesse aller Beteiligten an zukunftssicheren Technologien groß.
Unter diesem Aspekt bieten z. B. Kaltwassersysteme verschiedene Vorteile, die nachfolgend neben der Situation zur F-Gas-Verordnung
aufgezeigt werden.
Um die Erderwärmung durch fluorhaltige
Kältemittel (sogenannte F-Gase) zu
reduzieren, hat die Europäische Union
die Verordnung 517/2014, besser bekannt
als F-Gas-Verordnung, erlassen.
Durch die Verordnung sollen die Emissionen
des Industriesektors bis zum Jahr
2030 um 70 % gegenüber 1990 reduziert
werden. Dies soll durch drei Ansätze geschehen.
Eine zentrale Rolle spielt dabei
die schrittweise Beschränkung (Phase-
Down) der am Markt verfügbaren Mengen
an teilfluorierten Kohlenwasserstoffen
(HFKW) bis zum Jahr 2030 auf ein Fünftel
der heutigen Verkaufsmengen. Die beiden
anderen Maßnahmen sind zum einen
der Erlass von Verwendungs- und Inverkehrbringungsverboten,
wenn technisch
machbare, klimafreundlichere Alternativen
vorhanden sind, sowie zum anderen
die Beibehaltung und Ergänzung der Regelungen
zu Dichtheitsprüfungen, Zertifizierung,
Entsorgung und Kennzeichnung.
Ausschlaggebender Maßstab für die
Einordnung eines F-Gases ist dessen relatives
Treibhauspotenzial, das mit dem
englischsprachigen Ausdruck „global warming
potential“ (GWP) bezeichnet wird. Der
GWP-Wert gibt die Auswirkungen auf den
Treibhauseffekt einer bestimmten, in die
Atmosphäre emittierten Menge des jeweiligen
Gases im Vergleich zur gleichen Menge
CO 2 an. Kohlendioxid hat dabei laut Definition
bei 100 Jahren Zeithorizont das
relative Treibhauspotenzial 1. Für beispielsweise
Methan beträgt der GWP-Wert 23, das
bedeutet, dass 1 kg Methan in 100 Jahren
23-mal stärker zum Treibhauseffekt beiträgt,
als 1 kg CO 2 . Deutlich höher liegen die
Werte bei nicht natürlichen Kältemitteln.
So hat das früher gebräuchliche R404A einen
GWP-Wert von 3922 und das heute vielfach
in Wärmepumpen und Kaltwassererzeugern
verwendete R410A den Wert 2088.
Die verschärften Vorschriften führen
dazu, dass – wie von der EU beabsich tigt
– etablierte Kältemittel mit vergleichsweise
hohem GWP nach und nach vom
Markt verdrängt werden. Als erstes von
den Neuerungen betroffen war die Kältebranche.
R404A, das z. B. zur Produktkühlung
in Supermärkten eingesetzt wurde,
war nach Einführung der Verschärfung
relativ schnell zum Teil nur noch schwer
verfügbar. Danach folgten weitere Stufen,
die nun weitere Kältemittel betreffen,
z. B. R410A, das u. a. in der Klimaindustrie
in Einsatz ist. Auch in diesem Bereich
hat sich das Phase-Down-Szenario
direkt in einer deutlichen Preissteigerung
für das Kältemittel bemerkbar gemacht,
hier zum Teil von über 400 %, im Vergleich
zur Zeit vor der F-Gas-Verordnung. „Si -
Mit dem Phase-Down-
Szenario beabsichtigt
die EU die schrittweise
Verdrängung
und Reduzierung
von Kältemitteln mit
hohem GWP.
20 IKZplus • IKZ-KLIMA 1/2020
KÄLTE
Kältemittel
In Kaltwassererzeugern befindet sich das Kältemittel nur in einem kleinen Kreislauf im Gerät.
cherlich wird hier die Verfügbarkeit noch
über die nächsten Jahre gegeben sein, weil
es in der Branche sehr gebräuchlich ist.
Aber die Preise werden weiter drastisch
steigen. Deswegen müssen die Hersteller
reagieren und nach alternativen Kältemitteln
mit einem niedrigeren GWP suchen“,
erläutert Dennis Peters, Leiter Produktmanagement
bei der Kampmann GmbH.
Auswirkungen der F-Gas-Verordnung
beschäftigen alle Beteiligten
Die Umstellung der Anlagen auf neue Kältemittel
mit niedrigerem relativen Treibhauspotenzial
wird jedoch durch die Tatsache
erschwert, dass Kältemittel mit
einem GWP unter 1000 fast immer auch
mit Nachteilen verbunden sind, z. B. wenn
sie brennbar, giftig oder toxisch sind. Weil
Kältemittel mit letzteren Eigenschaften
aufgrund höherer Gefahr für Personen
nicht für Klimageräte infrage kommen,
werden Substanzen eingesetzt, die als
schwer entflammbar gelten, wie R32. Mit
einem GWP von 675 entspricht das relative
Treibhauspotenzial dieses Kältemittels
nur etwa einem Drittel im Vergleich
zu R410a. Hinzu kommen weitere Vorteile
wie die rund 20 % höhere volumetrische
Kälteleistung gegenüber R410A sowie ein
etwa 4,4 % höherer theoretischer COP
(Coeffizient of Performance), sodass R32
derzeit zunehmend zum Einsatz kommt.
„Auch in Kaltwassererzeugern ist R32
eine gute Alternative, da bei diesen Systemen
kein Kältemittel im Gebäudeinneren
nötig ist und daher die Brennbarkeit nur
eine untergeordnete Rolle spielt. Anders
sieht es bei Direktverdampfungssystemen
aus. Für den Einsatz brennbarer Kältemittel
im Personenaufenthaltsbereich gibt es
besondere Auflagen, die beachtet werden
müssen, damit es in geschlossenen Räumen
nicht zu einer Atmosphäre kommen
könnte, in der sich das Kältemittel entzündet.
Mit Kaltwassersystemen ist man hingegen
immer auf der sicheren Seite“, betont
Peters.
Während für die Hersteller also die Suche
nach alternativen Kältemitteln im Fokus
steht, beschäftigt das Thema F-Gas-
Verordnung Fachplaner und -handwerker
u. a. im Hinblick auf die Aspekte Reparatur
und Gewährleistung. Sorge bereitet ihnen
vor allem das mögliche Szenario, dass sie
haften müssen, wenn einige Jahre nach der
Installation eine Anlage stillgelegt werden
muss, aufgrund eines eventuellen Verbots
oder mangelnder Verfügbarkeit des eingesetzten
Kältemittels. „Dazu gibt es bislang
zwar noch keine klare Rechtslage, jedoch
besteht nach Aussage verschiedener Experten
tatsächlich die Möglichkeit, dass Richter
die Haftung bei Kältefachbetrieben oder
Planungsbüros sehen und diese somit für
den Schaden aufkommen müssten“, so Peters
und weiter: „Dieses Risiko gilt es durch
eine vorausschauende Planung zu vermeiden,
da dem finanziellen Schaden für die
Betriebe auch der Image- bzw. Vertrauensverlust
hinzukäme.“
Kaltwassersysteme
Neben dem bereits erwähnten Aspekt,
dass bei Kaltwassersystemen sich i. d. R.
kein Kältemittel in gefährdeten Bereichen
befindet, bieten die Systeme weitere Vorteile.
So sind die Auswirkungen möglicher
Szenarien wie eine weitere Verschärfung
der F-Gas-Verordnung oder Verbote bzw.
die mangelnde Verfügbarkeit von Kältemitteln
geringer. Sollte aus diesen Gründen
das Ersetzen des Kältemittels erforderlich
sein, so ist dies bei Kaltwassererzeugern
auf den kleinen Kreislauf im
Gerät begrenzt. Bei Anlagen, bei denen
sich das Kältemittel auch im gesamten
Rohrleitungssystem sowie in den Innengeräten
befindet, ist eine Umrüstung dagegen
nur schwerer realisierbar. „Bereits
in der Vergangenheit kam es bei gesetzlich
vorgeschriebenen Umstellungen von Kältemitteln
in Klimaanlagen häufig zu der
Situation, dass das gesamte Rohrleitungssystem
und die Innen- sowie Außeneinheiten
komplett getauscht werden mussten“,
schildert Peters.
„Tatsächlich haben wir festgestellt, dass
Kaltwassersysteme wieder stärker in den
Fokus der Kunden rücken, nachdem in den
vergangenen Jahren der Markt für VRF-Anlagen
stetig gewachsen ist“, so Peters weiter.
Einen weiteren Grund für das Interesse
sieht der Produktmanager auch in der Anlagenfunktion:
„Kaltwassererzeuger wie die
‚KaClima‘-Geräte von Kampmann können
sowohl zum Kühlen als auch zum Heizen
eingesetzt werden. Zusätzlich zeichnet sich
die Lösung durch ihre einfache und damit
schnelle Montage aus. Alle grundsätzlichen
Einstellungen sind werksseitig programmiert,
weitere individuelle Anpassungen
sind vor Ort möglich“, ergänzt Peters.
Bei Einsatz eines Kaltwassererzeugers bietet
sich der Vorteil, dass sich in gefährdeten
Bereichen kein Kältemittel befindet, da im
Gebäudeinneren die Energie mittels Wasser
übertragen wird.
Das Unternehmen aus Lingen unterstützt
Betriebe dabei sowohl durch einen
Inbetriebnahme-Service als auch durch
passendes Zubehör wie eine „Hydraulikbox“,
die Komponenten für eine Trennung
des primären vom sekundären Kreislauf
beinhaltet.
Bilder: Kampmann
www.kampmann.de
1/2020 www.ikz.de 21
KÄLTE
Erzeugung
Kühlen mit Verdunstungskälte
Die adiabate Kühlung kann eine Alternative zu Kompressionskälteanlagen sein.
Ökologische und ökonomische Gründe sprechen dafür
Zur Bereitstellung von Kälte für die Raumklimatisierung dienen überwiegend elektrisch betriebene Kompressionskälteanlagen. Deren
Einsatz ist aber mit hohen Energiekosten und CO 2 -Emissionen verbunden. Eine Alternative sind adiabate Kühlsysteme. Wir stellen die
Technik, ihre Einsatzfelder und -grenzen vor.
Bild: SEW Systemtechnik für Energierecycling und Wärmeflussbegrenzung GmbH
Vor allem im Nichtwohnbereich, etwa in
Bürogebäuden, Krankenhäusern oder Produktionshallen,
können mittels adiabater
Kühlung Energie und damit CO 2 -Emissionen
eingespart werden. Das Prinzip ist
simpel: Wasser wird verdunstet, dabei
entsteht „Verdunstungskälte“. In der Klimatechnik
wird die adiabate Kühlung so
eingesetzt, dass der Luftstrom in einem
raumlufttechnischen Gerät befeuchtet
und damit abgekühlt wird. Nicht mit Wasser
gesättigte Luft wird mit jedem Gramm
Wasser, mit dem die Luft befeuchtet wird,
um ca. 2,5 °C abgekühlt.
Es gibt grundsätzlich vier Möglichkeiten
der Anwendung in raumlufttechnischen(RLT)-Anlagen:
1. Zuluftbefeuchtung
Bei der Zuluftbefeuchtung wird Außenluft
über einen Befeuchter geleitet und dabei
abgekühlt. Dabei muss beachtet werden,
dass die Luft nicht beliebig stark befeuchtet
werden kann, sondern vielmehr
innerhalb des Behaglichkeitsbereiches liegen
sollte. Dieser liegt für normale Raumtemperaturen
zwischen 20 und 22 °C bei
30 bis 65 % relativer Feuchte. Steigt die
Raumtemperatur bis 26 °C, sollte die relative
Feuchte 55 % nicht übersteigen. Die Erzeugung
von Luftzuständen, die innerhalb
des Behaglichkeitsbereiches liegen, ist nur
bei sehr trockenen, in Mitteleuropa eher
selten anzutreffenden Außenluftzuständen
möglich. Aus diesem Grund ist die direkte
Zuluftbefeuchtung für die praktische
Anwendung der adiabaten Kühlung in der
Klimatechnik nur bedingt geeignet.
2. Abluftbefeuchtung mit
Wärmerückgewinnung
Bei der Abluftbefeuchtung mit Wärmerückgewinnung
(WRG) wird die Abluft zunächst
befeuchtet und dadurch abgekühlt.
Je nach Befeuchtertyp sind relative Feuchten
bis zu 100 % möglich. Die abgekühlte
Bild 1: Prinzip der
adiabaten Kühlung
in einem Kreislauf-
Verbund-System mit
integrierter Nacherwärmung
und
Nachkühlung.
Abluft wird über ein WRG-System geleitet,
der Zuluftstrom dadurch abgekühlt.
Bei den verwendeten WRG-Systemen
sollte beachtet werden, dass nur stoffdichte
Systeme, in der Regel Plattenwärmeübertrager
oder Kreislauf-Verbund-Systeme
(KVS), zum Einsatz kommen, da sonst die
Zuluftfeuchte durch die Übertragung der
Feuchte aus der Abluft zu stark erhöht wird.
KVS haben den Vorteil, dass sie bei der
räumlichen Trennung der Zu- und Abluftwege
sowie auch für die Nachrüstung in
bestehenden Klima- und Lüftungsanlagen
eingesetzt werden können (Bild 1). Beim
Einsatz von Hochleistungswärmeübertragern
und -befeuchtern, die zu einer Übersättigung
der Abluft führen, sind Abkühlungen
der Außenluft zwischen 10 und
12 K (Kelvin) möglich.
Die adiabate Kühlung in Kombination
mit Plattenwärmeübertragern setzt
eine räumliche Nähe der Zu- und Abluft
voraus. Hier gibt es die einfache Variante
in der Kombination von Kreuzstromwärmeübertrager
mit vorheriger Befeuchtung
der Abluft. Bei diesem System wird eine
Abkühlung der Zuluft bis zu 6 K erreicht.
Eine effizientere Variante ist der Einsatz
von Doppelplatten- bzw. Gegenstromwärmeübertragern
mit integrierter Befeuchtung
der Abluft (Bild 2). Bei diesem System
erfolgen die Kühlung und Wärmeübertragung
gleichzeitig in einem Bauteil.
Das Wasser für die Verdunstungskühlung
wird direkt in den Wärmeübertrager
eingespritzt. Die Abluft wird hierdurch
übersättigt, was zu einer Leistungssteigerung
gegenüber dem getrennten Prozess
von ca. 40 % führt und es werden Abkühlungen
der Zuluft bis zu 12 K erreicht. Dieses
Prinzip wird im h-x-Diagramm (Bild 3)
verdeutlicht.
22 IKZplus • IKZ-KLIMA 1/2020
KÄLTE
Erzeugung
Bild: Menerga GmbH
Bild 2: Adiabater Kühlprozess mit direkter
Wassereinspritzung und Gegenstrom-
Wärmeübertrager.
Bild: EnergieAgentur.NRW
Bild 3: Adiabater Kühlprozess über WRG-System, Darstellung im h-x-Diagramm: Prozess 1 (blau): adiabate Befeuchtung und Abkühlung der Abluft;
Prozess 2 (rot): Erwärmung der Abluft durch das WRG-System zur Fortluft; Prozess 2 (grün): Abkühlung der Außenluft durch das WRG-System zur
Zuluft.
3. Zuluftbefeuchtung mit
vorgeschalteter Lufttrocknung
Bei der Zuluftbefeuchtung hat man mit
dem Problem der zu hohen Zuluftfeuchte
zu tun, umgekehrt ist zudem die Wasseraufnahmefähigkeit
der Außenluft
bzw. der Abluft oft begrenzt, was den gewünschten
Kühleffekt nur unzureichend
gewährleistet. Dieses Problem wird umgangen,
indem die Luft vor dem Eintritt
in den Befeuchter aktiv getrocknet wird.
Diese Art der Luftführung, d. h. die Trocknung
und anschließende Befeuchtung des
Luftstromes, wird unter dem Begriff DEC
(desiccand evaporative cooling) beschrieben.
Die Luftentfeuchtung erfolgt über
hygroskopische Medien, z. B. Zeolithe,
Salze und Silikate, die auf einer Matrixstruktur
aufgebracht werden (Sorptionskörper).
Diese Medien entziehen den in
der Luft enthaltenen Wasserdampf (Adsorption)
und speichern ihn. Lufttrocknung
ist thermodynamisch die Umkehrung
des Befeuchtungsprozesses, d. h. es
kommt bei der Entfeuchtung zur Erwärmung
der Luft. Diese Temperaturerhöhung
muss wieder rückgekühlt werden.
Das kann aufgrund der hohen Temperaturen
in den meisten Fällen sehr leicht mit
Außen- oder Fortluft erfolgen. Nach der
Rückkühlung wird der Zuluftstrom, wie
bereits zuvor beschrieben, so lange adia-
1/2020 www.ikz.de 23
KÄLTE
Erzeugung
Bild: Klingenburg GmbH, Zahlen von EnergieAgentur.NRW eingefügt
Bild: Klingenburg GmbH, Zahlen von EnergieAgentur.NRW eingefügt
Bild 4: Beispiel einer Systemlösung.
bat befeuchtet, bis der gewünschte Luftzustand
bezüglich relativer Feuchte und
Temperatur erreicht ist.
Die Trocknungsmedien müssen auch
wieder regeneriert (d. h. desorbiert) werden.
Die Desorption erfolgt durch Aufheizen
der Sorptionskörper, sodass das gespeicherte
Wasser ausgetrieben wird. Die
Desorptionstemperatur hängt stark vom
verwendeten Sorptionsmittel ab und bewegt
sich zwischen ca. 50 und mehreren
100 °C. Für die Klimatechnik bieten sich
primär Sorptionsmedien mit geringen Regenerationstemperaturen
an. Es kann z.B.
mit Abwärme aus Blockheizkraftwerken,
solarthermisch erzeugter Wärme oder
Fernwärme, die in den Sommermonaten
oft preisgünstig ist, regeneriert werden.
In den Bildern 4 und 5 wird dieser Prozess
verdeutlicht: Die Außenluft mit 32 °C
und 40 % relativer Feuchte (1) wird über
den Sorptionsregenerator entfeuchtet, dabei
allerdings auch erwärmt (2). Die Wärme
wird der Luft im Wärmeregenerator
Bild 5: Auslegungszustand
Sommer,
Darstellung in h-x-
Diagramm.
wieder entzogen (3) und im Verdunstungskühler
(Befeuchter) wird die gewünschte
Zuluftkondition eingestellt (4). Damit
dieser ganze Prozess auch funktioniert,
muss die Abluft mit in den Prozess eingebunden
werden. Dieser Prozess kann
in den Bildern 6 und 7 ebenfalls verfolgt
werden, deshalb soll darauf nicht näher
eingegangen werden.
4. Zuluftrückführung und
Befeuchtung im Gegenstromprinzip
Bei diesem Prinzip wird ein Teil der bereits
im Wärmeübertrager gekühlten Luft
wieder zurückgeführt. Dieser Luftstrom
wird im Wärmeübertrager befeuchtet, sodass
er sich abkühlt. Dabei kühlt sich die
warme Außenluft ab. Nach einer Startphase
stellt sich ein stabiles System ein und
es sind Abkühlungen der Außen-/Zuluft
bis zu 10 K möglich. Im Folgenden wird
der Prozess erläutert und in den Bildern
6 und 7 verdeutlicht:
Die Außenluft (1) wird auf der Primärseite
des Wärmeübertragers von 32 °C,
40 % relativer Feuchte auf 23 °C, 70 % relativer
Feuchte gekühlt (2) und 2/3 der
Außenluft wird als Zuluft in den Raum
gebracht (3). 1/3 der Zuluft wird als Prozessluft
(4) über die Sekundärseite des
Wärmeübertragers geführt und befeuchtet.
Da der Luftstrom auf der Sekundärseite
nur 1/3 des Luftstroms auf der Primärseite
beträgt, ist die Enthalpiedifferenz
hier drei Mal so groß. Die Prozessluft hat
28 °C, 90 % relative Feuchte bei Austritt aus
dem Wärmeübertrager (5). Die Abluft wird
über einen Bypass geführt und vermischt
sich mit der Prozessluft (6). Die Abluft hat
die zweifache Menge der Prozessluft, sodass
sich ein Mischpunkt von 27 °C, 64 %
relativer Feuchte ergibt. Die vermisch ten
Luftströme werden dann Fortluft.
Betriebskosten im Vergleich –
ein Rechenbeispiel
Die adiabate Kühlung ist allerdings sehr
von den Feuchtezuständen der Außenund
damit auch indirekt der Abluft abhängig.
An sehr schwül-warmen Sommertagen
kann die gewünschte Kälteleistung
von der adiabaten Kühlung oft nicht erbracht
werden. Diese Wetterzustände sind
allerdings im mitteleuropäischen Raum
24 IKZplus • IKZ-KLIMA 1/2020
KÄLTE
Erzeugung
selten anzutreffen. Daher kann die Systemtechnik
hierzulande durchaus als Alternative
zur elektrisch betriebenen Kompressionskälteanlage
angesehen werden.
Nicht zuletzt sprechen auch die bereits erwähnten
Energieeinsparungen dafür. Ein
Rechenbeispiel soll das verdeutlichen:
Es soll ein Luftvolumenstrom von 10 000
m³/h mit 32 °C und 40 % relativer Feuchte
um 10 °C abgekühlt werden. Bei der konventionellen
Kühlung mittels Kompressionskälteanlage
wird hierfür eine Kälteleistung
von ca. 35 kW benötigt. Wenn die Kälteanlage
eine COP von 5 ausweist, werden
ca. 7 kW elektrischer Leistung benötigt. Bei
einem Strompreis von 0,25 Euro/kWh ergibt
das Kosten von 1,75 Euro pro Stunde.
Bei der adiabaten Kühlung werden für
die gleiche Kälteleistung ca. 50 l Wasser
benötigt und ca. 1 kW elektrische Pumpenleistung.
Die kWh Strom kostet 0,25
Euro pro Stunde und das Wasser 0,1 Euro
pro Stunde, bei Wasserkosten von 2 Euro
pro m³. (Da das Wasser verdunstet, braucht
hierfür keine Abwassergebühr entrichtet
werden.) Das ergibt zusammen Kosten in
Höhe von 0,35 Euro pro Stunde, was einer
Einsparung von 80 % entspricht.
Bild 6: Adiabater Kühlprozess bei der Zuluftrückführung mit Befeuchtung im Gegenstromprinzip.
Bild: Kampmann GmbH, Zahlen von EnergieAgentur.NRW eingefügt
Bild: Kampmann GmbH
Schlussbetrachtung
Der große Vorteil der adiabaten Kühlung
liegt in der Reduzierung der Betriebskosten.
Betrachtet man die Gesamtkosten
(Investition + Betriebs- und Wartungskosten),
so können durch eine adiabate Kühlung
die Kosten für die Klimatisierung bis
auf ein Drittel der Kosten durch Kompressionskältemaschinen
gesenkt werden.
Die Abkühlung der Außenluft beträgt bis
zu 12 °C. Damit können zwar bei hohen
Außentemperaturen die Raumtemperaturen
nicht immer auf den idealen Werten
gehalten werden, aber der empfohlene
Temperaturunterschied zwischen Außentemperatur
und Raumtemperatur von
6 °C ist in der Regel realisierbar. Werden
feste Raumkonditionen verlangt, kann zusätzlich
noch eine Kompressionskälteanlage
mit integriert werden, die dann bei
sehr hohen Außentemperaturen die adiabate
Kühlung unterstützt.
Autor: Dipl.-Ing./MBA Matthias Kabus,
Senior-Berater bei der EnergieAgentur.NRW
Bild 7: Adiabater Kühlprozess bei der Zuluftrückführung mit
Befeuchtung im Gegenstromprinzip, Darstellung im h-x-Diagramm.
1/2020 www.ikz.de 25
REPORTAGE
Dezentrale Lüftungsgeräte
Der 6800 m 2 große „Snake“-Komplex in Köln
musste an die besonderen Anforderungen für
Schulräume angepasst werden.
Gute Luft
in Kölner Gesamtschule
Frische Lernatmosphäre dank 28 dezentraler Lüftungsgeräte im Gebäudekomplex „Snake“
Schluss mit Lernen im Container. Schüler und Lehrkräfte der städtischen Gesamtschule am Wasseramselweg in Köln sind zum Schuljahr
2019/2020 endlich in neue Räumlichkeiten im Gebäudekomplex Snake eingezogen. Das Gebäude beherbergt seit Ende August die
Klassen fünf bis zehn der neuen sechszügigen Gesamtschule. Eine freie Fensterlüftung war aufgrund der nahen Bahntrasse und des
damit verbundenen Verkehrslärms nicht möglich. Außerdem entspricht diese Art der Lüftung durch eine immer luftdichter werdende
Gebäudehülle nicht mehr dem aktuellen Stand der Technik. Um den erforderlichen Mindestluftwechsel sicherzustellen, sollte ein
ausgeklügeltes Belüftungssystem eingebaut werden. Dieses wurde mit insgesamt 28 dezentralen Lüftungsgeräten des Lüftungsspezialisten
Airflow Lufttechnik realisiert. Mit dem Ziel, Lernende und Lehrende jederzeit mit ausreichender frischer Luft zu versorgen.
Zudem ist diese Art der Belüftung wesentlich energie- und damit kostensparender, weil Wärmeverluste vermieden werden.
Der geschwungene Gebäudekörper mit
markanter Klinkerfassade legt schon
bei ersten Assoziationen den Namen des
Gebäudes nahe: „Snake“. Die Architektur
des dreigeschossigen Gebäudes stammt
vom Kölner Architekten Bernhard Trübenbach
in Kooperation mit Claudia Kister.
Das 6800 m 2 große Neubauprojekt im
Kölner Stadtteil Vogelsang ist ein moderner
Gebäudekomplex, der vor allem
für Büroräume ausgelegt ist. Ab 2024 soll
„Snake“ auch als Bürogebäude genutzt
werden. In der Zwischenzeit nutzt die
Stadt Köln das Gebäude ab dem Schuljahr
2019/2020 für fünf Jahre als Inte
26 IKZplus • IKZ-KLIMA 1/2020
REPORTAGE
Dezentrale Lüftungsgeräte
rimsgebäude für die neue Gesamtschule
am Wasseramselweg.
Eine Interimsnutzung von „Snake“ als
Schule ist möglich, weil das Gebäude von
Anfang an für eine multifunktionale Nutzung
konzipiert war. „Flächen für Unternehmen
müssen heute immer flexibler gestaltet
werden und Raum für die unterschiedlichsten
Nutzungen und Arbeitsformen bieten.
Deshalb haben wir ,Snake‘ multifunktional
konzipiert. Dass wir ,Snake‘ in Nachbarschaft
des von der Stadt Köln geplanten
endgültigen Neubaus einer Gesamtschule
in Vorbereitung hatten, ist ein glücklicher
Zufall“, sagt Bauherr Anton Bausinger, Geschäftsführender
Gesellschafter der Bauunternehmung
Friedrich Wassermann.
Der als Bürogebäude geplante Komplex
musste im Vorfeld an die Anforderungen
der Schule angepasst werden. Neben Planung
und Neuaufteilung der Räumlichkeiten
war ein neues, ausgefeiltes Belüftungssystem
gefordert, das die Luftzufuhr
für 1000 Schüler gewährleistet. Für die Realisierung
blieben eineinhalb Jahre. Zum
Einsatz kamen Lüftungsgeräte der Airflow
Lufttechnik GmbH.
Gutes Klima für gute Leistungen
Bei der Planung waren einige Herausforderungen
zu meistern. So sollte ein perfektes
Umfeld für Schüler und Lehrer
Die Airflow-Lüftungsgeräte der „DUPLEX Vent
Serie“ wurden an den Decken der jeweiligen
Räumlichkeiten angebracht.
geschaffen werden. Frische Luft ist ein
Faktor für konzentriertes Arbeiten und
damit auch Erfolg in der Schule. Studien
belegen, dass ein zu hoher CO 2 Gehalt bei
Schülern und Lehrern zu Konzentrationsschwächen,
verminderter Leistungsfähigkeit,
Müdigkeit, Kopfschmerzen und weiteren
Symptomen führen kann. In einem
Klassenraum ist kurz nach Unterrichtsbeginn
die Luft verbraucht, der CO 2 Wert
erreicht kritische Werte. Stoßlüften reicht
nicht aus, um die Luftqualität zu verbessern
und wird darüber hinaus ohnehin
oft vergessen. Eine kontrollierte Lüftung
mit Wärmerückgewinnung aber ist Vorsorge
in die Gesundheit, schont den Geldbeutel
und auch die Umwelt.
Fensterbänder ermöglichen zwar ein
Arbeiten und Lernen in lichtdurchfluteten
Räumen, die dadurch im Sommer
aber auch sehr warm werden. „Neben
den Klassenräumen mussten zudem
Küche, Mensa und Foyer eingeplant und
ebenfalls mit Lüftungsgeräten ausgestattet
werden“, sagt Anne Tangermann,
Dipl.Ingenieurin für Versorgungstechnik
und Projektleiterin für „Snake“ bei
Peter Zeiler und Partner Ingenieurgesellschaft.
Ein weiterer Aspekt: Aufgrund der
knapp bemessenen Zeitspanne zur Planung
und Realisierung wurde ein Anbieter
für Lüftungsgeräte gesucht, der die gewünschten
Geräte auch termingerecht liefern
konnte. Im Beratungsgespräch zeigte
Udo Rausch, zuständiger Außendienstmitarbeiter
bei Airflow, die Vorteile der ver
Inbetriebnahme eines Lüftungsgerätes durch
einen Airflow-Servicetechniker.
Durch die dezentrale Einbauweise wird jeder Raum individuell mit frischer Luft versorgt.
1/2020 www.ikz.de 27
REPORTAGE
Dezentrale Lüftungsgeräte
Nachgefragt
Ralf Nitschke ist Vertriebsleiter Lüftungsgeräte
und Ventilatoren bei Airflow Lufttechnik.
IKZ-KLIMA: Welche generellen Anforderungen
im Bereich der dezentralen Lüftung
sind speziell in Schulen, Kindergärten
oder anderen öffentlichen Einrichtungen
zu beachten?
Ralf Nitschke: Besonders in Schulen kommen
viele Menschen auf relativ kleinem
Raum zusammen und müssen über längere
Zeit effizient arbeiten und lernen.
Um frische Luft in den Raum zu bringen,
wird meist ganz klassisch stoßgelüftet.
Dies reicht aber nicht aus, um ein Klassenzimmer
konstant und ausreichend
mit frischer Luft zu versorgen. Hinzu
kommt noch der Wärmeverlust, dem Lüftungsgeräte
mit Wärmerückgewinnung
bis zu 95 % entgegenwirken. Der CO 2 Gehalt
in einem Klassenraum kann bereits
nach kurzer Zeit auf 2000 ppm oder höher
steigen. Die Folgen: Kopfschmerzen,
Konzentrationsschwierigkeiten, Müdigkeit.
Bei der Planung einer Lüftungsanlage
muss daher genau berücksichtigt werden,
wie groß der Raum ist und wie viele
Menschen sich dort zu Stoßzeiten aufhalten.
Das Lüftungsgerät muss individuell
regelbar sein und flüsterleise im Betrieb,
sodass der Unterricht nicht gestört wird.
Oft werden dezentrale Geräte im Falle einer
raumweisen Sanierung eingesetzt,
damit das Gebäude weiter genutzt werden
kann. D. h. die Lüftungsgeräte müssen
auch schnell und leicht montiert werden
können.
IKZ-KLIMA: Inwieweit müssen bei dezentralen
Geräten in öffentlichen Einrichtungen
wie Schulen Aspekte des Brandoder
Schallschutzes und insbesondere der
Schutz vor Vandalismus beachtet werden?
Ralf Nitschke: Um Lärmbelästigung
zu vermeiden, müssen die Lüftungsgeräte
geräuscharm laufen. Über Rauchschalter
werden
die Lüftungsgeräte
im Auslösefall
abgeschaltet
und Außen sowie
Fortluftklappe werden umgehend geschlossen.
Um Vandalismus vorzubeugen,
können dezentrale Lüftungsgeräte
bis zu zwei Drittel oder ganz in die Decke
integriert werden. Über unser integriertes
Netzwerk können alle Geräte ohne
Raumbedieneinheit über einen handelsüblichen
InternetBrowser von jedem
Ort und ohne zusätzliche Software bedient,
eingestellt und geloggt werden. Kabel
werden im oberen Teil der Geräte herausgeführt,
sodass diese ebenfalls geschützt
sind.
Das klassische Stoßlüften
reicht nicht aus.
IKZKlima: Wie sollten Geräte in öffentlichen
oder halböffentlichen Bereichen
angesteuert werden – zentral über eine
übergeordnete Leitstelle oder dezentral
über ein Regelgerät in den einzelnen
Räumen?
Ralf Nitschke: Gesteuert wird die gesamte
Lüftungsanlage entweder durch
das integrierte Netzwerk oder mit optionalen
Schnittstellen (KNX, BACNET,
LON, MODBUS) über eine bauseitige
Gebäudeleittechnik. Ebenfalls besteht
die Möglichkeit über eine Raumbedieneinheit
direkt am Gerät. Die Versorgung
der Klassenräume mit Frischluft wird
bedarfsgeführt über CO 2 Sensoren gesteuert.
Zudem steuert die Gebäudeleittechnik
oder die Geräteregelung übergeordnete
Zeitprogramme wie Ferien,
Wochenende und Feiertage und übernimmt
die Funktionskontrolle sowie
Hinweis auf Filterwechsel.
Ob
eine dezentrale
oder zentrale Ansteuerung
sinnvoll
ist, entscheidet der individuelle
Fall vor Ort.
IKZ-KLIMA: Mit welchen Leistungen unterstützt
Airflow Planer und Verarbeiter
bei der Konzepterstellung und in der anschließenden
Umsetzungsphase?
Ralf Nitschke: Unser ExpertenTeam begleitet
Fachplaner und Verarbeiter von
der Entwurfsplanung über die Ausführung
bis hin zur Inbetriebnahme.
schiedenen Lüftungsgeräte auf. Am Ende
fiel die Wahl auf die dezentralen Lüftungsgeräte
der „DUPLEX Vent Serie“. Aus
drei Gründen:
• Die verschiedenen Räume des Schulgebäudes
lassen sich individueller steuern,
• der Einbau ist weitaus schneller und
unkomplizierter und
• damit auch kostengünstiger als bei zentralen
Geräten.
Unkomplizierter Einbau
der Lüftungsgeräte
Den Einbau der Lüftungsgeräte übernahmen
die Spezialisten für Luft und Klimatechnik,
Kältetechnik und Gebäudeautomation
Otto in Köln. Dabei kamen Geräte mit
zwei unterschiedlichen Volumenströmen
zum Einsatz. So wird sichergestellt, dass die
unterschiedlich großen Räume genau die
Luftzufuhr erhalten, die sie auch benötigen.
Jetzt sorgen 3 „DUPLEX Vent 300“ sowie 25
„DUPLEX Vent 800“ für gute Luft und warten
dabei mit mehreren Besonderheiten auf.
„Der Einbau erfolgte nahe der Außenwand,
sodass nur ein kurzer Kanal nach außen
28 IKZplus • IKZ-KLIMA 1/2020
gelegt werden musste. Durch ein Wetterschutzgitter
kann somit die Innenluft nach
außen geführt und neue, frische Luft angesogen
werden“, sagt Volker Höhne, Technischer
Leiter bei der in Bad Berleburg im
Kreis SiegenWittgenstein ansässigen Firma
Otto mit Niederlassung in Köln.
Ein flüsterleiser Betrieb sorgt dafür,
dass der Unterricht nicht gestört wird. Dabei
kommt eine besondere Technik zum
Einsatz: Der Schall wird dank integrierter
Richtmikrofone mit Gegenschall gedämpft.
Es gibt einen weiteren Pluspunkt
der AirflowLüftungsgeräte: Dank der integrierten,
leistungsstarken und effizienten
KreuzgegenstromWärmetauscher
können die Geräte auch im Winter die
Raumluft auf ein angenehmes Klima temperieren
und unterstützen damit die Heizungsanlage.
Der Wärmebereitstellungsgrad
beträgt bis zu 95 %. Dabei sind die Geräte
kompakt und platzsparend.
Nach zwei Monaten waren die 28 Lüftungsgeräte
eingebaut, inklusive der Kanalsysteme.
Anschließend stand die ebenfalls
problemlos verlaufende Inbetriebnahme
der Lüftungsgeräte an. „Wir waren
sehr zufrieden mit dem Service, der technischen
Abwicklung und den Lüftungsgeräten
selbst. Es ist nicht das erste Mal, dass wir
AirflowGeräte verbaut haben und es wird
auch ganz sicher nicht das letzte Mal gewesen
sein“, sagt der 54jährige Höhne rückblickend.
Auch Planerin Anne Tangermann
lobt: „Die Beratung war ausgezeichnet und
die Zusammenarbeit hat sehr gut geklappt.“
Bis zum Start des Schuljahrs 2024/25
will die Stadt Köln am Wasseramselweg
einen endgültigen Neubaukomplex für die
Gesamtschule mit einer Einfach und DreifachSporthalle
errichten. Nach fünf Jahren
Nutzung durch die Schule können die
Räume 2024 dann einfach zurückgebaut
werden. Und „Snake“ kann dann wieder als
reines Bürogebäude fungieren. Volker Höhne
sagt vorausschauend: „Wenn es dann soweit
ist, müssen die Lüftungsgeräte und die
Aufteilungen natürlich neu besprochen, geplant
und montiert werden.“
8. – 13. 3. 2020
Frankfurt am Main
Technik, die
verbindet.
20
JAHRE
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bringen Sie auf den aktuellen Stand.
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Autor: Udo Rausch, technischer Vertrieb
Lüftungsgeräte bei Airflow
Bilder: Airflow
1/2020 www.ikz.de
Der Neubau des
Centrums für Integrierte
Onkologie
(CIO) im Uniklinikum
Köln mit seinen rund
36 000 m 2 Bruttogeschossfläche
wurde
als rechteckiger,
siebengeschossiger
Baukörper in Stahlbetonbauweise
mit
einer Ausdehnung
von ca. 60 m x 80 m
errichtet.
Qualitätssicherung
leicht gemacht
Steinwolle überzeugt in der Kältedämmung
Als die Röckinghausen GmbH den Zuschlag für einen Auftrag auf dem Gelände der Uniklinik Köln erhielt, fühlte sich Isoliermeister
Wolfram Opitz einmal mehr in seiner Überzeugung für das „Teclit“-Dämmsystem von Rockwool bestärkt. „Wir haben dieses System
nach sehr guten Erfahrungen auf anderen Baustellen mit angeboten und durch die Kombination von Rockwool-Systemen für Wärmedämmung,
Kältedämmung und Brandschutz überzeugt“, berichtet der verantwortliche Projektleiter.
„Das „Teclit“ System ist abgestimmt auf die
„Conlit“-Brandabschottungen und wird im
Grunde genauso verarbeitet wie die Rockwool
Rohrschalen für den Wärmeschutz.
Die Verarbeitung geht deshalb zügig voran,“
begründet Opitz seine Vorliebe. Rund
20 000 m Rohrleitungen haben seine Mitarbeiter
in den sieben Geschossen des
Centrums für Integrierte Onkologie (CIO)
der Uniklinik Köln verlegt und den überwiegenden
Teil auch isoliert, davon etwa
2800 m Kälteleitungen. „Teclit PS Cold“-
Rohrschalen sind nichtbrennbar nach DIN
13501, mit A2L-s1, d0 klassifiziert und UVbeständig.
Ausgestattet mit einer stabilen
glasfasernetzverstärkten Alukaschierung
und selbstklebender Überlappung an der
Längsfuge sind sie schnell zu verarbeiten.
Es entsteht eine robuste und hochwertige
Dämmung von Kaltleitungen in kurzer
Zeit.“ Die Mitarbeiter könnten mit der im
Grunde immer gleichen Arbeitsweise die
klassische Wärmedämmung der warmgehenden
Leitungen, die Kältedämmung
und die Brandabschottung mit „Conlit“ im
Bereich der Durchdringungen ausführen.
Das spare Zeit und Nerven.
Dauerhaft gut geschützt
In den zwei Tiefgaragenebenen des Kölner
CIO wurden die unter den Decken montierten
Kaltleitungen zusätzlich mit Blech
Eine auf den Transportkarton
aufgedruckte
Schablone
erleichtert den Zuschnitt
der Rohrschale
zur Isolierung von
Bögen im benötigten
Winkelmaß.
ummantelt. „Das war ein Wunsch des Bauherrn,
dem wir gerne gefolgt sind. Denn
überall dort, wo Leitungen durch öffentlich
zugängliche Räume wie eben in diesem Fall
durch eine Garage geführt werden, kann
eine Beschädigung der Isolierung durch unachtsame
Dritte auf Dauer nicht völlig ausgeschlossen
werden. Und leider gibt es bis-
30 IKZplus • IKZ-KLIMA 1/2020
REPORTAGE
Rohrleitungsdämmung
Das „Teclit“-System
Das System für die Dämmung von
Kälteleitungen an haustechnischen
Anlagen ist sowohl für den Einsatz
auf Trinkwasser- und Kühlwasserleitungen
als auch für Wechseltemperaturanlagen
aus Stahl, Edelstahl,
Kupfer und Kunststoff geeignet.
Das System kann aber auch
für Rohrleitungen mit warmen Medien
bis 250 °C eingesetzt werden.
Der nichtbrennbare Dämmstoff
Steinwolle – A2L-s1, d0 nach
DIN EN 13501 – gewährleistet darüber
hinaus einen optimalen Brandschutz.
Damit ist eine offene Verlegung
wie in notwendigen Fluren ohne
zusätzliche Maßnahmen wie z. B. Unterdecken
oder I-Kanäle möglich. Darüber
hinaus können mit den „Teclit“
Dämmsystem brennbare Rohrleitungen
in Rettungswegen gekapselt
werden. Alle Hinweise zur brandschutztechnischen
Ummantelung
sind in der gutachterlichen Stellungnahme
Nr. 3335/1111-Mer oder im
Rockwool „Planungs- und Montagehelfer
für Rohrleitungsanlagen“ enthalten.
Rund 2800 m Kälteleitungen haben die Mitarbeiter der Röckinghausen GmbH in den sieben
Geschossen des Centrums für Integrierte Onkologie (CIO) der Uniklinik Köln verlegt und isoliert.
Projektleiter Wolfram Opitz ist ein überzeugter Verarbeiter der nichtbrennbaren Dämmung für
Kälteleitungen an haustechnischen Anlagen.
her kein Dämmsystem im Markt, das quasi
‚unkaputtbar’ wäre“, erklärt Opitz. „Gerade
bei der Isolierung von Kälteleitungen müssen
Beschädigungen aber unter allen Umständen
vermieden werden, damit keine
Feuchtigkeit eindringen und Korrosion an
den Leitungen verursachen kann.“ Beschädigungen
vor der Ausführung der Blechummantelung
zu erkennen, sei deshalb eine
wichtige Aufgabe der Bauleiter.
„Die neu entwickelte Aluminiumkaschierung
des „Teclit“-Systems ist extrem
belastbar. In der Bauphase sind Rohrschalen
und Dämmmatten deshalb wenig anfällig
für Beschädigungen von außen.
Wird die Kaschierung dennoch verletzt,
so ist das sofort zu sehen, weil die grüne
Steinwolle sichtbar wird.“ Mit einem speziellen
Alu-Tape sei das Problem schnell gelöst.
„So können wir nahezu garantieren,
dass jede noch so kleine Beschädigung von
uns erkannt und verschlossen wird.“ Auch
Mit dem hochreißfesten, ebenfalls glasfasernetzverstärkten Aluminiumklebeband „Teclit-
Alutape“ sind alle Fugen und Verbindungen im Dämmsystem sicher abzudichten. Es ist
optimiert für die Verklebung von Dämmstoff-Stoßstellen, die hohen Temperaturbelastungen
standhalten müssen.
die mit der Abnahme befassten Bauleiter
hätten diese Stärke des Systems auf allen
Baustellen gelobt. „Beschädigungen an
z. B. schwarzen Schaumglasisolierungen
sind deutlich schwerer auszumachen.“
Nachfrage wächst
Seit Februar 2017 ist die Röckinghausen
GmbH ein für die Verarbeitung des „Teclit“-
Systems zertifizierter Fachbetrieb. Deshalb
finden sich die Kontaktdaten des Unternehmens
auch auf der Rockwool-Website. „Seither
haben wir bereits einige Anfragen für
sehr attraktive Aufträge erhalten“, freut sich
Opitz. „Da die öffentliche Hand im Moment
sehr viel in neue Bildungseinrichtungen,
Krankenhäuser und andere Gebäude mit erhöhten
Anforderungen an den Brandschutz
steckt, gibt es für Isolierer im Bereich nichtbrennbarer
Dämmungen viel zu tun.“
Bilder: Rockwool
1/2020 www.ikz.de 31
TIPPS & TRENDS
Produkte
Exhausto by Aldes GmbH
Gute Luft in Klassenräumen
Kinder verbringen etwa acht Stunden pro Tag in Klassenräumen.
Angesichts dessen und im Interesse gesünderer
Atemluft hat Exhausto die Lösung „VEX308“ entwickelt.
Dabei handelt es sich um ein Lüftungsgerät, das
die Luft in den einzelnen Klassen permanent filtert und
erneuert, ohne die Fenster öffnen zu müssen. Mit der
integrierten Wärmerückgewinnung
wird
die Zuluft temperiert.
Im Sommer kann das
Gerät nachts zur freien
Kühlung genutzt
werden.
„Die kompakte
Bauweise ermöglicht
eine schnelle und einfache Installation des Gerätes in weniger als zwei Stunden“, beschreibt
der Hersteller. Brandschutzklappen könnten üblicherweise entfallen. Durch die integrierte
Regelung sei das Gerät sofort betriebsbereit. Es schaltet sich über Präsens ein und passt
den notwenigen Volumenstrom über einen integrierten
CO 2 -Sensor automatisch an. Die Außenluft
wird gefiltert (Filterklasse
F7), verbrauchte Raumluft
abgeführt. Der maximale Volumenstrom
beträgt 800 m 3 /h.
Exhausto by Aldes GmbH,
Mainzer Str. 43,
55411 Bingen am Rhein,
Tel. : 06721 9178 - 111, Fax: - 99,
info@exhausto.de, www.exhausto.de
Anschlussvarianten des
Schullüftungsgeräts
„VEX308“.
Einbaubeispiel in einem Klassenraum.
Auch ein teilintegrierter Einbau
in die Decke ist möglich.
Bilder: Exhausto
Bilder: Exhausto
Maico Elektroapparate-Fabrik GmbH
Lüftungslösung für mehrgeschossige Gebäude
Der neue „ER EC“ hat Maico speziell zur Entlüftung von
Badezimmern und Toilettenräumen mehrgeschossiger
Wohngebäude, Hotels oder Bürokomplexe konzipiert.
Feuchte Luft sowie Gerüche werden abtransportiert und
ins Freie befördert. Das Lüftungsgerät ist in vier Steuerungsvarianten
erhältlich: Standard, Komfort,
mit Feuchtesteuerung sowie mit Bewegungssensor.
Alle vier laufen
im Grundlastbetrieb
mit 30 m³/h.
Über einen Lichtschalter
bzw. separaten
Schalter
kann in den Volllastbetrieb
mit 60
m³/h gewechselt
werden. Die Komfortausführung
bzw. die Ausführungen mit Bewegungs- und Feuchtesensor verfügen
über weitere Lüftungsstufen. Das Ein- und Ausschalten der Grundlast ist
ebenfalls über einen Schalter möglich.
Bei den drei Ausführungen Komfort, Feuchte- und Bewegungssensor
sind die Steuerung sowie das Touch-Bedienelement in
den Designabdeckungen integriert. Durch den Austausch der
Abdeckung kann später eine andere Steuerung realisiert
werden. Eine Filterwechselanzeige mit Reset-Funktion
bildet die Grundlage für einen hygienischen
Betrieb und erinnert den Anwender an
den ohne Werkzeug durchführbaren Filtertausch.
Bild: Maico
Maico Elektroapparate-Fabrik GmbH,
Steinbeisstr. 20, 78056 Villingen-Schwenningen,
Tel.: 07720 694 - 0, Fax: - 263,
info@maico.de, www.maico-ventilatoren.com
Der „ER EC“ ist mit einem EC-Motor ausgestattet. Die Ausblasrichtung ist durch
Drehung des Gehäuses um 90° nach links oder rechts veränderbar.
32 IKZplus • IKZ-KLIMA 1/2020
Daikin Airconditioning Germany GmbH
Produktreihe „Sky Air“
Mit zwei neuen Geräteserien der Produktreihe „Sky Air“ (für Klimalösungen in
kleineren, gewerblichen Anwendungen) reagiert Daikin auf die Anforderungen
in eng bebauten Gebieten. Es sind die Modelle „RZA-D“ der Advanced-Serie
und die „RZAG-N“ der Alpha-Serie. Wie das Unternehmen hervorhebt,
seien die beiden Geräteserien deutlich kompakter und
kleiner als
ihr jewei-
Mit den Abmessungen und Gewichten seien beide
Außen geräte leichter zu transportieren. Mit vier
Haltegriffen lässt sich ein Außengerät von zwei
Personen tragen.
Bild: Daikin
liges Vorgängermodell.
Die Außen maße der
neuen „RZA-D“ seien um fast 50 %
reduziert. Statt bisher nach oben ausblasend
ist das Modell jetzt mit frontausblasenden Ventilatoren
ausgestattet. „Diese ermöglichen eine größere Flexibilität
bei der Wahl des Aufstellungsortes“, heißt es bei
Daikin. Die neue „RZAG-N“ hat nur noch einen Lüftermotor
„und entsprechend kompaktere Maße.“
Beide neuen „Sky Air“-Serien sind mit allen gängigen Innengeräten der gleichen
Serie kombinierbar. Das Portfolio an Innengeräten wird durch das neue
Kanalgerät „FDA-A“ (R-32) ergänzt, das mit neuem Gehäuse im Stil der anderen
Kanalgeräte designt ist „und mit neuen Motoren effizient arbeitet“.
Daikin Airconditioning Germany GmbH, Inselkammerstr. 2, 82008 Unterhaching,
Tel.: 089 74427 - 0, Fax: - 299, info@daikin.de, www.daikin.de
Größenvergleich
zwischen dem
Vorgängermodell und
dem neuen „RZA-D“.
Bild: Daikin
Kampmann GmbH
Fan Coils mit erweitertem Leistungsbereich
Der
Fan Coil
„Venkon“.
Die Kampmann GmbH aus Lingen (Ems) hat neue Fan Coils der Reihe „ Venkon“ auf
den Markt gebracht. Aufgrund einer veränderten luft- und wasserseitigen Durchströmung
soll der Leistungsbereich im Vergleich zum Vorgängermodell deutlich erweitert
worden sein. Die eingesetzten EC-Ventilatoren könnten auch bei geringen Luftleistungen
in einem niedrigen Drehzahlbereich bedarfsgerecht betrieben werden. Das
ermögliche
eine Verringerung
der Schallemissionen.
Komplettiert wird die Überarbeitung durch ein Design,
das Techniker und Architekten in Zusammenarbeit gestaltet
haben. Die Fan Coils sind „hygienekonform nach
VDI 6022“ und sollen sich durch eine einfache Montage
sowie kurze Lieferzeiten auszeichnen.
Die neuen Modelle ersetzen sukzessive die bisherigen
Venkons, deren Verkauf mittelfristig ausläuft. Erhältlich
sind vier Baugrößen, die Kühlleistungen zwischen 0,79
und 11,26 kW und Heizleistungen zwischen 1,54 und
26,20 kW abdecken.
Bild: Kampmann
Bild: Kampmann
Kampmann GmbH, Friedrich-Ebert-Str. 128 - 130,
49811 Lingen (Ems), Tel.: 0591 7108 - 0, Fax: - 300,
info@kampmann.de; www.kampmann.de
Es gibt eine optimierte luft- und wasserseitige Durchströmung.
1/2020 www.ikz.de 33
TIPPS & TRENDS
Produkte
Tecalor GmbH
Dezentrales Lüftungssystem
Bild: Tecalor
Die „Thermo-Lüfter“ sind für Wohnräume im Neubau und
im Gebäudebestand ausgelegt.
Für die Frischluftversorgung in bewohnten wie nicht bewohnten
Räumen können dezentrale Lüftungsgeräte dienen, beispielsweise
die Gerätereihe „LTM dezent“, mit der Tecalor sein Portfolio
erweitert hat. Ursprünglich wurde dieses Gerät unter der Marke
LTM vertrieben, die im Frühjahr 2019 mit Tecalor verschmolzen
wurde und jetzt in der Holzmindener Haustechnikmarke aufgeht.
„LTM dezent“ ist lieferbar in der Ausführung „GIT“ als frei-blasendes
Gerät zum dezentralen Lüften und als Modell „KZA“, das
kanalgeführt arbeitet und als zentrales Lüftungsgerät eingesetzt
werden kann. Beide Versionen gibt es in drei Ausführungen mit
Luftvolumenströmen zwischen 100 und 870 m³/h. Eine Systemlösung
für Wohnräume in Neubau und Bestand stellen die beiden
„LTM-Thermo-Lüfter“ dar: Im System arbeiten sie paarweise
im Gegentakt. Mit dem „1230“ lassen sich Abluft-Volumenströme
mit 18 – 65 m³/h je Gerät realisieren, beim „200-50“ sind
es bis zu 50 m³/h. Beide „LTM-Thermo-Lüfter“ lassen sich individuell
konfigurieren.
Bild: Tecalor
Tecalor GmbH, Lüchtringer Weg 3, 37603 Holzminden,
Tel.: 05531 99068-95082, Fax: -95712, info@tecalor.de, www.tecalor.de
Das „LTM dezent“ eignet sich für Gebäude mit hoher Personenbelegung.
Systemair GmbH
System regelt Lüftung, Heizung, Kühlung
Nach Auffassung von Systemair sollten in Gebäuden die Gewerke
Lüftung, Heizung und Kühlung übergreifend geregelt werden.
Dazu hat das Unternehmen auf der Messe ISH im Frühjahr dieses
Jahres das neue System „Efficient Ventilation Control (EVC)“
vorgestellt. Bis zu 25 Zonen oder Räume mit Sensoren und Aktoren
sowie bis zu vier Lüftungsgeräte lassen sich mit einem zentralen
Schaltschrank verbinden. „Im Vergleich zu druckkonstant
geregelten Lüftungsanlagen reduziert das beispielsweise die
Stromaufnahme von Lüftungsventilatoren um bis zu 60 %“, hat
Systemair errechnet. Zudem kann die „EVC“-Regelung die Fußbodenheizung
und Systeme zur aktiven Kühlung mit einbinden.
Für jede Zone ist ein „Zonen-Set“ zu installieren. Es besteht aus
einem zentralen Zonen-Hub, an den eine Raumbedieneinheit sowie
verschiedene Sensoren und Aktoren, beispielsweise die Volumenstromregler
für die Zu- und Abluft, angeschlossen werden. Mit
der Sensorik können der CO 2 -Gehalt, die Konzentration von VOCs
(flüchtige organische Verbindungen), die Luftfeuchtigkeit und die
Raumlufttemperatur erfasst werden. Zusätzliche Regeloptionen ergeben
sich durch den Anschluss von Präsenzmeldern, Kondensationswächtern
und Chance-over-Sensoren oder Fensterkontakten.
Systemair GmbH, Seehöfer Str. 45, 97944 Boxberg-Windischbuch,
Tel.: 07930 9272 - 0, Fax: - 92, info@systemair.de, www.systemair.de
Das neue System „Efficient Ventilation Control (EVC)“ von Systemair
erfasst mehrere Raumdaten und regelt die Volumenstromklappen
und die Drehzahl der Lüftungsventilatoren. Fußbodenheizungen und
Kühldecken lassen sich einbinden.
Bild: Systemair
34 IKZplus • IKZ-KLIMA 1/2020
TERMINE
Veranstaltung, Inhalt
Datum Ort Kosten Veranstalter
Studiengang TGA-Manager
Der BTGA (Bundesindustrieverband Technische Gebäudeausrüstung)
und die Frankfurt School of Finance & Management haben
diesen einjährigen Zertifi-katslehrgang entwickelt. Er umfasst
acht Module, z. B. Projektmanagement, Trends & Digitalisierung,
Unternehmensführung, die in Präsenzveranstaltungen
und per E-Learning vermittelt werden. Das Weiterbildungsangebot
richtet sich an angehende Führungskräfte.
Energetische Inspektion von Klimaanlagen nach § 12 EnEV
Das Seminar vermittelt die notwendigen Kenntnisse zur Durchführung
der energetischen Inspektion von Lüftungs- und Klimaanlagen
sowie von Anlagen zur Klimakälteerzeugung. Aus dem
Inhalt der zweitägigen Schulung: EnEG, EnEV, GEG, Referenzanlage,
Systemkennwert, Quick-Check Lüftung, Quick-Check Kälte,
Bewertung der Anlagenauslegung, Interpretation und Auswertung
der Messwerte, Klimakälteerzeugung, Hydraulik.
Trainingsprogramm für Klima- und Lüftungstechnik
Mitsubishi Electric hat für das Jahr 2020 ein breites Trainingsprogramm
ausgearbeitet. Die Technikseminare strukturieren sich
in Grundlagen-, Aufbau-, Experten- und Planungsveranstaltungen.
Im Segment der Betriebsführung geht es z. B. um professionelles
Auftreten beim Kunden oder um juristische und vertragliche
Themen. Ergänzt wird das Angebot um Trendthemen
wie F-Gas-Verordnung oder alternative Kältemitte.
Honeywell Home: Seminare
Das Schulungsangebot von Honeywell Home umfasst 59 Kurse –
rund um Trinkwasserinstallation und Wärmetechnik sowie Recht.
Vermittelt werden u. a. ein Überblick über bestehende und neue
Regelungen und praktische Tipps für den Arbeitsalltag.
17.3. Frankfurt 14500,-
Euro
10. –
11.6.
Berlin
1370,- Euro
Detaillierte Informationen finden sich
unter www.mitsubishi-les.com im
Internet.
Termine, Orte und alle weiteren
Infos finden sich hier: fachseminare.
honeywellhome.de
BTGA (Bundesindustrieverband
Technische Gebäudeausrüstung)
Bonn
Tel.: 0228 94917-0, Fax: -17
info@btga.de
www.btga.de
Mitsubishi Electric Europe B.V.
Ratingen
Tel.: 02102 486-0, Fax: -1120
les-training@meg.mee.com
www.mitsubishi-les.com
Ansel & Möllers GmbH
Stuttgart
Tel.: 0711 92545-0, Fax: -19
honeywellhome-fachseminare@
anselmoellers.de
fachseminare.honeywellhome.de
Impressum
Fachmagazin des Mehrwert-Konzeptes IKZplus
www.ikz.de · www.strobelmediagroup.de
Verlag
STROBEL VERLAG GmbH & Co. KG
Postanschrift: Postfach 5654, 59806 Arnsberg
Hausanschrift: Zur Feldmühle 9-11, 59821 Arnsberg,
Telefon: 02931 8900-0, Telefax: 02931 8900-38
Herausgeber
Dipl.-Kfm. Christopher Strobel, Verleger
Redaktion
Markus Sironi
Chefredakteur IKZ-Medien
Gas- und Wasserinstallateurmeister, Zentralheizungsund
Lüftungsbauermeister, gepr. Energieberater
Telefon: +49 2931 8900-46
E-Mail: m.sironi@strobelmediagroup.de
Stv. Chefredakteur: Detlev Knecht
Staatl. gepr. Techniker (Heizung Lüftung Sanitär),
Techn. Betriebswirt, Journalist (FJS)
Telefon: +49 2931 8900-40
E-Mail: d.knecht@strobelmediagroup.de
Redakteur: Markus Münzfeld
Staatl. gepr. Techniker (Heizungs-, Lüftungs- und Klimatechnik),
Gebäudeenergieberater (HWK)
Telefon: +49 2931 8900-43
E-Mail: m.muenzfeld@strobelmediagroup.de
Redaktions-Sekretariat: Birgit Brosowski
Telefon: 02931 8900-41,
E-Mail: redaktion@strobelmediagroup.de
Anzeigen
Anzeigenleiter: Stefan Hoffmann
E-Mail: s.hoffmann@strobelmediagroup.de
Mediaservice: Anke Ziegler und Sabine Trost
Telefon: 02931 8900-21 oder 02931 8900-24
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Vertrieb / Leserservice
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E-Mail: r.heite@strobelmediagroup.de
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Layout und Herstellung
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Druck (Lieferadresse für Beihefter und Beilagen)
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gehen mit Ablieferung in das Eigentum des Verlages über. Damit
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das Veröffentlichungs- und Verarbeitungsrecht. Der Autor räumt
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