Kaltwasser-Klimasysteme und ihre Einsatzbedingungen

Welches Raumklima wird von Menschen als angenehm empfunden? Das unterliegt zwar auch der subjektiven Wahrnehmung, wird aber vor allem von den Faktoren Lufttemperatur und relative Luftfeuchte bestimmt. Je nach Tätigkeit liegt der als ausgewogen empfundene Bereich bei einer Temperatur von 18 bis 26 °C und einer relativen Luftfeuchte zwischen 35 und 65 %. Neben diesen Faktoren fließen zahlreiche Daten in eine Kühllast-Berechnung ein, unterschieden in äußere und innere Wärmeeinflüsse. Dazu zählen unter anderem die Sonneneinstrahlung durch Fenster und der Wärmeeinfall von Decke bzw. Boden, ebenso die Wärmeabgabe elektrischer Geräte und die Wärmelast durch Personen.

Anhand von Berechnungsbögen lassen sich solche Daten erfassen und pro m³ Raumvolumen oder pro m² Raumfläche in Watt angeben. Ein Büroraum hat beispielsweise eine Kühlleistung von 25-45 W/m³ bzw. 100 W/m². Handelt es sich um einen Serverraum, ist die Leistungsaufnahme aller Server anzusetzen, da die elektrische Leistung nahezu komplett in Wärmeleistung umgesetzt wird. Die Kühllastberechnung dient dann dazu, die passenden Geräte auszuwählen.

Die Bandbreite an Lösungen ist groß und reicht von lokalen Kompakt- und Split-Geräten über stationäre Split- bzw. Multisplit-Geräte bis zu VRF- und Kaltwasser-Klimasystemen.

Gründe für Kaltwasser-Klimasysteme

Kaltwasser-Klimasysteme werden vorwiegend in größeren Einheiten wie Versammlungsräumen, Hotels, Büroetagen, Geschäften oder anderen großen Räumlichkeiten genutzt. Außerdem kommt auch die Temperierung von Kühlwasser in Maschinen oder von Geräten mit einer geforderten Konstanttemperatur in Frage. Auf der Abgabenseite stehen folgende Möglichkeiten zur Verfügung: Konvektoren für die Wand-, Decken- oder Zwischendecken-Montage, Lüftungsgeräte, Flächenheiz- bzw. -kühlsysteme oder Plattenwärmetauscher.

Neben der Größe einer Anlage kann eine spätere Erweiterung von Bedeutung sein. Dies ist mit einem Kaltwasser-Klimasystem problemlos möglich. Außerdem lassen sich einzelne oder mehrere Räume kühlen, zumal alle Innengerätetypen angeschlossen werden können. Der Platzbedarf für eine Anlage ist gering. Moderne Geräte sind auch für den Teillastbereich optimiert, um die Betriebskosten gering zu halten. Des Weiteren sollte ein leiser Gerätebetrieb gewährleistet sein. Bei der Leitungslänge gibt es kaum Begrenzungen.

Systemaufbauten

Dient das Kaltwasser-Klimasystem der Kühlung oder Heizung, kann es mit Hilfe eines Zwei-Leiter-Systems installiert werden. Die Montage gestaltet sich einfach, die Anlage ist kostengünstig durch das anschlussfertige Außenmodul. Es werden nur geringe Kältemittelmengen im Kaltwassererzeuger benötigt und es befindet sich kein Kältemittel in den zu kühlenden Räumen. Die Verminderung der Kältemittelmengen im Gesamtsystem rückt aktuell durch Umsetzung der Anforderungen der F-Gase-Verordnung immer weiter in den Fokus.

Anders gestaltet sich das Vier-Leiter-System, denn es ermöglicht das gleichzeitige Heizen und Kühlen. Der Installationsaufwand liegt höher als beim Zwei-Leiter-System, ebenso die Wartungs- und Unterhaltskosten. Eine weitere Variante ist die Systemtrennung mit Kühldecke, wobei ebenfalls Kühlen und Heizen gleichzeitig erfolgen kann. Dann wird folgender Aufbau installiert: Über einen Plattenwärmetauscher und eine auf den Druckverlust abgestimmte Pumpe wird die Kühldecke angefahren. Mittels Temperatursensor und Einzelraumregelung lässt sich eine genaue Einstellung für den Raum vornehmen.

Einzel- oder Gesamtsystem

Wann ein konventionelles Split-Klimagerät für den Sommer sinnvoll ist oder ein Gesamtsystem durch den Einsatz eines Kaltwasser-Klimasystems, entscheiden Bauherr und Planer nach den Prioritäten. Bei Geräten mit ganzjährigem Kühlbetrieb, wie es zum Beispiel bei Prozesskühlung oder in Anwendungen zur Biogas-Entfeuchtung der Fall ist, besteht die Möglichkeit, Kaltwasser-Erzeuger mit integrierter Freikühlfunktion einzusetzen. Hier wird bei tiefen Außentemperaturen die kalte Umgebungsluft genutzt, um das Medium bereits vorzukühlen bzw. im Winter die komplette Kühllast über diese natürliche Wärmesenke abzufahren. Dies spart Energiekosten und verlängert gleichzeitig die Langlebigkeit der Geräte.

Ob sich eine derartige Mehrinvestition rechnet, kann durch eine Wirtschaftlichkeitsberechnung ermittelt werden. Hierzu werden Informationen zum Gerätestandort, Medientemperaturen, Betriebslaufzeiten und lokale Stromkosten benötigt. Bei Geräten mit einer konstanten Kühllast und hohen Betriebslaufzeiten stellen sich hier oftmals Amortisationszeiten von wenigen Jahren ein, sodass sich nach dieser Zeit eine hohe jährliche Kostenersparnis durch verminderten Strombedarf einstellt. Ein weiterer Vorteil dieser Geräte ist, dass diese Freikühlfunktion bereits im Gerät integriert ist und nicht, wie noch oft in der Praxis umgesetzt, durch einen separaten Freikühler erzeugt werden muss. Dies spart neben dem zusätzlichen Platzbedarf auch einen enormen In­stallations- und Regelaufwand.

Kaltwasser-Erzeuger von Remko

Remko deckt mit der Produktsparte der Kaltwasser-Erzeuger einen breiten Leistungsbereich ab und bietet zahlreiche Anbindungsmöglichkeiten, sodass die unterschiedlichsten Anwendungen realisiert werden können. Die Planungsunterstützung bei der Projektierung von Gesamtanlagen ist ein wichtiger Schritt, um Fachinstallateure und Planer bereits im Anfangsstadium zu unterstützen und somit zur Erstellung einer funktionierenden und technisch ausgereiften Gesamtanlage beizutragen. Auch stellen die Kaltwasser-Erzeuger eine wichtige Alternative zu konventionellen Direktverdampfungssystemen dar, da Wasser als Energieträger auch durch die F-Gase-Verordnung eine immer wichtigere Rolle zur Energieübertragung spielen wird.