Umweltschonendes
Kaltwasser-Klimasystem

Das zweigeteilte Gebäude, im größeren Teil mit Büros und im kleineren mit Wohnnutzung, befindet sich im City-Bereich Stuttgarts, ganz in der Nähe des Hauptbahnhofs. Das liegende Z und die abgerundeten Ecken prägen seit der Fertigstellung im Jahr 2010 das Erscheinungsbild. In Massivbauweise wurden die Erschließungskerne errichtet, ansonsten lässt die Struktur des Bürogebäudes eine variable Einteilung in verschieden große Nutzungseinheiten zu. Rund 15.000m² umfasst der Komplex.

Neben der Form fällt auch die Fassadengestaltung des fünfgeschossigen Gebäudes auf – es handelt sich um eine Doppelfassade, die Korridore und Kastenfenster verbindet. Für die Klimatisierung wurden zwei Systeme installiert, eine Betonkerntemperierung sowie eine Lüftungsanlage, die die Zuluft erwärmt oder kühlt. Zusammen genommen sollte eine Kühlleistung von 370kW erreicht werden, eingebaut wurde dagegen nur ein wassergekühlter Kaltwassererzeuger mit einer Kälteleistung von ca. 175kW. Diese wurde in einem Kälte-Pufferspeicher bevorratet und von dort über einen Verteilerbalken in die Betonkernaktivierung und Lüftungsanlage eingespeist.

Aufgrund der geringeren Kapazität konnte im laufenden Betrieb jeweils nur ein System präferiert werden – in den Nachtstunden die Betonkerntemperierung, tagsüber die Lüftungsanlage. Allerdings wurde in den Jahren seit Inbetriebnahme deutlich, dass damit der Anspruch an die Kühlung nicht erfüllt werden konnte. Dies liegt unter anderem an der Bauweise bzw. an der Fassadengestaltung mit viel Glas. Im Jahr 2019 entschloss sich Dream Gobal, ein Investmentunternehmen mit Hauptanteilen am Objekt, die Kühlung durch ein weiteres System zu ergänzen. Die Umsetzung dieser Modernisierung lag in den Händen von Architekt Alexander zur Brügge aus Stuttgart und des Ingenieurbüros für technische Gebäudesysteme Henne & Walter GbR aus Reutlingen.

Spezielle Randbedingungen

Die Ausgangssituation bei der Modernisierung war demnach sehr speziell. Zunächst wurde festgelegt, ein Kaltwasser-Kühlsystem zur Außenaufstellung in den Bestand zu integrieren. Der Planer ermittelte die Leistungsdaten für das zusätzliche Gerät. Darüber hinaus war aber auch der Einbringort und damit die Größe der Anlage relevant. Letztlich konnte das Remko-Gerät KWE 2350 Eco überzeugen. Sowohl die technische Ausstattung als auch die Maße passten exakt in das Konzept.

Der Kaltwassererzeuger arbeitet mit Luftkühlung und erbringt eine Nennkühlleistung von 233,7 kW. Der KWE 2350 Eco hat vier Kältemittelverdichter, aus denen sich vier Leistungsstufen (0/25/50/75/100) ergeben. Mit seinen drei Ventilatoren erzeugt er einen Nennvolumenstrom von bis zu 58.500 m³/h. Als Betriebsdruck im Kältekreis werden maximal 4.200 kPa angegeben, für das Medium sind es bis zu 800 kPa. Im Falle des Z-UP wurde die Pumpen-/Speicher-Ausführung gewählt. Durch diese Ausstattung war es möglich, den Kaltwassererzeuger in das bestehende Hydrauliksystem einzubinden.

Der Arbeitsbereich für das Kühlen bewegt sich zwischen +5 und +48 °C, der Einstellbereich der Rücklauftemperatur liegt zwischen +5 und 18 °C. Vier Kompressoren mit Scroll-Verdichtern sind bei der Gerätegröße installiert. Des Weiteren sind ein Verflüssiger (als Lamellenwärmeübertrager ausgeführt), ein elektronisches Expansionsventil und ein Verdampfer vorhanden, letzterer als Plattenwärmeübertrager. Er fungiert als hydraulische Trennung von Kältemittelkreis und Hydraulikkreis.

Vorteile eines Kaltwasser-Erzeugers

Das eingesetzte Gerät KWE 2350 Eco benötigt mit der Grundfüllmenge von 19 kg für jeden der beiden Kältekreise nur relativ wenig Kältemittel (R452B). Das ist im Zusammenhang mit der Reduzierung klimaschädlicher Kältemittel – Stichwort F-Gase-Phase-down – ein wichtiger Punkt.

Die Übertragung von Kälte in den zu klimatisierenden Räumen erfolgt mit Wasser, sodass im Gebäude keine kritischen Stoffe genutzt werden. Durch diese technische Lösung sind bis zu 80 % weniger Kältemittel erforderlich als bei herkömmlichen Systemen. Damit übertrifft der Kaltwassererzeuger auch die Mindestanforderung der aktuellen Ökodesign-Richtlinie. Ergänzt wird die ressourcenschonende Gestaltung dadurch, dass alle KWE optional mit sparsamen EC-Ventilatoren ausgestattet werden können. Sie passen sich durch die stufenlose Regelung exakt an den geforderten Kühlbedarf an und verringern so die Betriebskosten.

Rasche Installation

Der Kaltwassererzeuger hat eine Höhe von 1.790 mm. Dieser Wert spielte für den Montageort eine wichtige Rolle, denn das Gerät wurde auf dem Dach unterhalb einer Gitterkonstruktion platziert, die nach der Fertigstellung wieder geschlossen werden sollte. Auf diese Weise wird die Technik kaum bemerkt, wenn von größeren Gebäuden der Blick auf das Dach fällt. Zur Vorbereitung wurde am späteren Stellplatz die Gitterabdeckung entfernt und ein stabiler, ebener Untergrund aus einer entsprechend großen Bodenkonsole errichtet.

Mit einem Kran wurde der 1.865 kg schwere KWE vom Tieflader auf das Dach gehoben. Vor dem Abstellen waren die Gerätefüße zu montieren, die als Schwingungsdämpfer ausgeführt sind. Für die Anbindung der Mediumleitungen werden in der Regel folgende Komponenten benötigt, die bauseitig zu ergänzen sind: Rohrleitungskompensator, Sicherheitsventil, Absperrschieber, Strangregulierventil, Füll- und Entleerungseinrichtung, Manometer, Entlüfter, Membranausdehnungsgefäß und Schmutzfänger. Auf der Primärseite ist das Mindestmediumvolumen zu beachten. Über zwei integrierte Kondensatanschlüsse aus Messing wird im Gerät gesammeltes Regenwasser sowie das entstandene Kondenswasser abgeführt. Die Installation wurde vom Unternehmen Rud. Otto Meyer Technik GmbH & Co. KG aus Stuttgart umgesetzt.

Kühlleistung in die Räume bringen

Die Temperierung aller Büroräume wird mit den Lüftungsgeräten im Bestand umgesetzt. Durch das nachgeschaltete Kühlregister in der Lüftungsanlage und das vorhandene Lüftungskanalnetz werden die Büroräume des Z-UP bei Bedarf mit Kälte versorgt. Zusätzlich kann nun gleichzeitig der Betonkern dauerhaft auf einer konstanten Temperatur gefahren werden. Bei Neubauprojekten lassen sich Kaltwassererzeuger auch mit Innengeräten aus den Remko-Serien kombinieren. Dies können Deckenkassetten im kompakten Euroraster-Format sein sowie Wand- und Deckentruhen.

Gut geregelt

Das gesamte System, auch der neue Kaltwassererzeuger, ist nun mit der Gebäudeleittechnik verbunden. Dies ist möglich, weil der KWE über potenzialfreie Schaltkontakte verfügt. Die Verschaltung durch das Unternehmen Sauter erfolgt so, dass immer nur genau die Kälteleistung zur Verfügung gestellt wird, die das System auch tatsächlich benötigt. Somit ist gewährleistet, dass die Ressourcen, insbesondere Strom, so sparsam wie möglich eingesetzt werden.

Des Weiteren hat das Gerät eine Mod-Bus-Schnittstelle, ein Protokoll, das in vielen Objekten zur Automatisierung von Prozessen verwendet wird. Dadurch kann die gesamte Anlage sehr effektiv betrieben werden, denn die wichtigen Daten werden permanent erfasst. Ferner ist der KWE mit einer mehrstufigen Leistungsregelung ausgestattet. In den Büros lässt sich die Raumtemperatur individuell einstellen.

Projektentwicklung mit dem Hersteller

Vor fünf Jahren hat Remko einen neuen Weg eingeschlagen und eine Abteilung mit dem Namen Planerberater/Key Account gegründet. Mit diesen Experten ist es möglich, Architekten, Planer und Installateure bei Bedarf von A bis Z zu begleiten, wenn sie komplexe Bauprojekte umsetzen. Die Planerberater entwickeln die Projekte gemeinsam mit den Bauverantwortlichen. Dadurch gibt es eine engere Bindung und eine schnellere Abstimmung, etwa bei Detailfragen. Dieser Service von Remko hat sich inzwischen etabliert und wird bei solchen Bauvorhaben wie dem Z-UP mit Erfolg eingesetzt.

Schnelle Inbetriebnahme dank CheckServ

Der Einbau des KWE schloss mit der technischen Geräteübergabe ab. Dies wurde von Remko durchgeführt. Mit dieser als CheckServ bekannten Leistung hat das installierende Unternehmen die Möglichkeit, Wärme- und Klimaanlagen durch das Unternehmen oder seine Partner in Betrieb nehmen zu lassen. Dieser Service bietet zum Festpreis eine schnelle und kompetente Inbetriebnahme.

Damit bot sich den Beteiligten ein hohes Maß an Sicherheit für den Betrieb und die Qualität der Anlage. Um die Inbetriebnahme durch Remko durchführen zu lassen, müssen zuvor bestimmte Schritte erledigt sein. Dazu zählen u. a. der fachgerechte Aufbau, die Installation der Komponenten inklusive Hydraulik, das Spülen der Anlage und die Druckprobe sowie die Entlüftung. Diese Vorarbeiten bestätigt der Installateur mit dem Nachweis „Anforderung zur TGÜ eines Kaltwassererzeugers“.

Erfahrungen

Seit der Installation im November 2020 erbringt der Kaltwassererzeuger die gewünschte Leistung. Das Zusammenspiel mit den bereits vorhandenen Geräten sichert die Temperierung der Büroräume. Damit steht den Nutzern ein System zur Verfügung, das um ein modernes, umweltschonendes Gerät ergänzt wurde. Daher können alle Beteiligten ein positives Fazit ziehen.