Heizen und Kühlen im Betriebsgebäude

Wärmepumpen im Zentrum der Anlage

Das Unternehmen Rebstock Instruments aus Tuttlingen, Hersteller hochwertiger chirurgischer Instrumente und Implantate, vergrößerte sein Betriebsgebäude. Dabei wurden für die Heizung und Kühlung zwei modulare Energiezentralen mit Luft-Wasser-Wärmepumpen eingesetzt. Die Klimatisierung erfolgt mit verschiedenen Innengeräten.

Seit mehr als 20 Jahren gilt die Rebstock Instruments GmbH als verlässlicher Partner, wenn es um chirurgische Instrumente und Implantate geht. Ziel war und ist es, die Patientenversorgung mit besten Produkten optimal zu unterstützen. Dies gelingt durch hohe Qualität in der gesamten Fertigung, eine durchgängige Kontrolle aller Schritte, die permanente Weiterentwicklung und guten Service. Der Erfolg des Unternehmens zeigt sich in der Erweiterung der Produktion und des Bürobereichs um ca. 800 m². Dabei musste die Frage nach einer adäquaten Heizung und Kühlung beantwortet werden. Zusammen mit den Unternehmen Baubüro Jung und Jaeger Haustechnik wurde ein ganzheitlicher Ansatz entwickelt. Das Ergebnis aus Wärmepumpen, Photovoltaikanlage, Betonkernaktivierung sowie Innengeräten vorwiegend zur Kühlung kann sich sehen lassen.

Wärmepumpe bietet viele Möglichkeiten

Im Zentrum der Anlage stehen zwei modulare Energiezentralen. Mit ihnen lassen sich größere Gebäude mit ihren unterschiedlichen Ansprüchen bestens ausstatten. Wärme, Kühlung und wo gewünscht auch Warmwasser können bedarfsgerecht abgerufen werden – auf der Basis erneuerbarer Energie aus der Luft. Als Grundmodul dient die Luft-Wasser-Wärmepumpe „SQW“ von Remko (www.remko.de). Das Bauteil in Monoblock-Ausführung arbeitet bis zu einer Außentemperatur von -25 °C und erzeugt eine maximale Vorlauftemperatur von bis zu 65 °C. Die Energieeffizienzklasse A++ erreicht sie bei einer Vorlauftemperatur von 35 °C. Ihrem Namen entsprechend sind die Energiezentralen modular aufgebaut, denn je nach Leistungsbedarf können bis zu zehn „SQW“-Wärmepumpen als Kaskade zu einem Leistungsbereich von 400 kW eingesetzt werden. Für Rebstock Instruments wurde die aus zwei Energiezentralen bestehende „SQW Duo“ mit einem Leistungsspektrum von 45 bis 70 kW gewählt, entsprechend der errechneten Heiz- und Kühlleistung von rund 60 kW für das gesamte Gebäude.

Im Kältemodul sind neben der Regelung zahlreiche Bauteile integriert, die sich innerhalb des schallisolierten Außenmoduls befinden. Verbaut sind unter anderem ein Injection-Boost-Scrollverdichter mit EVI-Einspritzung und potenzialfreie Kontakte zur externen Ansteuerung der Wärmepumpe über eine Gebäudeleittechnik. Darüber hinaus verfügt jede „SQW“ über einen drehzahlgeregelten Axialventilator und eine leistungsgeregelte Umwälzpumpe mit EC-Technik. Mit einem Rohrverbindungs-Set konnte die Montage der beiden Elemente rasch ausgeführt werden. Der „MPS“-Pufferspeicher (1.000 l) von Remko mit dampfdiffusionsdichter Isolierung ergänzt das System. Durch die gebäudenahe Aufstellung – neben dem Bestandsgebäude in der Nähe des vorhandenen Technikraums – war der Weg für die Anschlüsse kurz. Dort konnte auch die neue Heizungsverteilung eingebaut werden, zusätzlich zu den Verteilern für die Betonkernaktivierung im Bestandsgebäude.

Angemessene Klimatisierung

Ein wichtiger Aspekt der Anlage betraf den Anspruch nach gleichmäßig temperierten Räumen, sowohl im Bestandsgebäude als auch im Neubau. Hier setzten die Verantwortlichen ebenfalls auf Remko. Drei verschiedene Innengeräte wurden der Bausituation entsprechend ausgewählt. Mit den Deckenkassetten „KWD 25“ und „KWD 45“, die eine Kühlleistung von 2,7 und 4,3 kW aufweisen, werden die Büros und Besprechungsräume klimatisiert. Sie ließen sich problemlos in die Rasterdecken integrieren. Neben der niedrigen Bauhöhe punkten sie etwa mit einem geräuscharmen Betrieb, einem servicefreundlichen Aufbau, fünf Lüfterstufen und einer gleichmäßigen Luftverteilung. Die Geräte in 2-Leiter-Ausführung werden dezentral geregelt.

Das Wand- und Truhengerät „KWK“ kam in zwei Größen in der Disposition, im Lager und in der Produktion zum Einsatz. Das Modell gilt als sehr flexibel in der Installation. Alle Innengeräte können bei Bedarf auch heizen und so die Wärmeverteilung über die Betonkernaktivierung unterstützen.

Für die Registratur mit dem hauseigenen Server entschied man sich für das Wandgerät „RVT 354 DC“ mit 3,5 kW Kühlleistung. Dank serienmäßiger Kontakte für das externe An- und Ausschalten sowie des integrierten Alarmkontakts eignet sich das Gerät insbesondere für die Klimatisierung von technischen Anwendungen. Am Display lässt sich im laufenden Betrieb die aktuelle Temperatur ablesen. Die Innengeräte werden dezentral über IR-Fernbedienungen gesteuert. Die Kondensatabführung, vor allem im Bestandsgebäude, wurde mithilfe von Kondensatpumpen umgesetzt.

Zusammenführung von Neubau und Bestand

In Sachen Wärmeverteilung entschieden sich die Verantwortlichen für eine Betonkernaktivierung. Diese wurde schon im Bestandsgebäude eingesetzt, die Erfahrungen waren positiv. Daher kam dieses System auch für die neuen Räumlichkeiten im Unter- und Obergeschoss zum Einsatz. Da aus dem Bestandsbau und der Erweiterung ein einziges Gebäude entstehen sollte, wurde die Installation der haustechnischen Anbindung zur Herausforderung. Immerhin lief der Betrieb von Rebstock Instruments während der Bauphase weiter. Zur Sicherung der Produktion und aller sensiblen Bereiche wurden entsprechende Schutzmaßnahmen ergriffen.

Da die Klimatisierung im Bestand ergänzt wurde – vorher gab es dort keine Möglichkeit der Kühlung –, war eine genaue Abstimmung zur Platzierung der Geräte und der Leitungstrassen erforderlich. Dazu wurde ein 2-Leiter-System eingesetzt, das entweder Wärme oder Kälte transportiert. Der Übergang zwischen den Räumen wurde mit Wanddurchlässen umgesetzt. Insgesamt wurden drei Heizkreise vorgesehen: zwei gemischte für die Lüftung im Untergeschoss und für die Betonkernaktivierung sowie ein ungemischter für die Innengeräte zur Klimatisierung, die sich im Erdgeschoss befinden.

Gut geregelt

Serienmäßig wird die Wärmepumpe mit der Regelung „Basis Comfort“ ausgeliefert. Als Grundfunktionen nennt Remko neben dem Heizen/Kühlen und der Warmwasserbereitung die Legionellenschaltung, ein Zeitprogramm sowie die komplette Kältekreissteuerung. Die externe Steuerung „Smart Control“ übernimmt zusätzlich die Sekundärregelung und kann die Software „Smart-Web“ zur Internetanbindung realisieren sowie PV-Strom einbinden. Des Weiteren lässt sich der Einsatz im intelligenten Stromnetz Smart Grid ebenso umsetzen wie ein Smart Home-System, etwa die Einbindung in ein KNX-Netzwerk. Die technische Geräteübergabe erfolgte durch den Werkskundendienst von Remko und Jaeger Haustechnik. Das Unternehmen kann mittels Fernwartung auf die Anlage zugreifen und bei Bedarf prüfen oder korrigieren.

Hoher Autarkiegrad

Ein großer Teil der elektrischen Energie für die Komponenten der neuen Heiz- und Kühlanlage liefert die Photovoltaikanlage. Sie wurde auf dem Flachdach des Neubaus installiert. Die ca. 300 m² Fläche erbringen eine Leistung von 43 kW. Diese fließt in den Betrieb von Wärmepumpen, Beleuchtung, Computern, Maschinen sowie Heiz- und Kühlelementen. Lediglich den dann verbleibenden Überschuss speist Rebstock Instruments ins Netz. Die eingesetzten Geräte zur Klimatisierung benötigen nur relativ wenig Strom. Einen weiteren Baustein bilden die Druckluftkompressoren. Ihre Abwärme kommt dem Heizkreislauf zugute und unterstützt damit die Energiezentralen. Im Winter zeigte sich bereits, dass das Gasbrennwertgerät aus dem Bestand mit 35 kW nur noch als Spitzenlastkessel dient und bislang kaum benötigt wurde. Auch die Kühlung bzw. Klimatisierung beurteilt Rebstock Instruments positiv.

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