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Klimatisierung von denkmalgeschützten Gebäuden

Immer eine Herausforderung

Denkmalgeschützte Gebäude sind bauliche Anlagen oder Teile einer baulichen Anlage, deren oder dessen Erhaltung wegen der geschichtlichen, künstlerischen, wissenschaftlichen oder städtebaulichen Bedeutung im Interesse der Allgemeinheit liegt. Ob ein Haus unter den Denkmalschutz fällt, entscheiden die Denkmalschutzgesetze der Bundesländer. Diese definieren Denkmäler als Sachen, deren Erhalt von öffentlichem Interesse ist. Bei einem Gebäude besteht ein solches, wenn das Bauwerk für die Geschichte der jeweiligen Stadt oder Siedlung von Bedeutung ist. Bei Sanierungs- oder Erweiterungsmaßnahmen solcher Gebäude müssen viele Vorgaben berücksichtigt und bereits im Vorfeld geklärt werden. Da sogar die Anbringung der Außenbeleuchtungen, Zäune oder Bewegungsmelder untersagt werden kann, ist eine Klimatisierung solcher Gebäude immer eine sehr große Herausforderung.

Von vornherein war klar: Es dürfen keine Kälteerzeuger oder Rohre von außen zu sehen sein. So kam aus Denkmal- und Schallschutzgründen nur die Aufstellung im Gebäudeinneren in Betracht, und zwar im Archivraum in der obersten Etage des Gebäudes. Allerdings brachte dieser Aufstellungsort die nächste Herausforderung mit sich – aus Platzgründen sollten die Kälteerzeuger so klein und kompakt wie nur möglich sein.

Nach intensiven Berechnungen und Messungen wurde eine Sonderlösung herausgearbeitet. Die sah vor, zunächst fünf luftgekühlte, innen aufgestellte Maschinen mit Radiallüftern von Galletti mit 130 kW Gesamtkälteleistung einzusetzen und die Luftzufuhr über ein Kanalsystem zu realisieren. Lediglich Kanalöffnungen für Luftansaug- und -ausblas der Maschinen werden praktisch unsichtbar auf dem Dach untergebracht. Die Galletti Kaltwassersätze sollen dabei das Kaltwasser für die Fancoils auf 6/12 °C aufbereiten und die 250 Büroräume zuverlässig temperieren. Die einfache Möglichkeit der Erweiterung der Anlage um weitere Kälteerzeuger wurde im Konzept direkt berücksichtigt.

Zum Einsatz kamen weiterentwickelte MPE-Kaltwassersätze von Galletti, die kompakt und für Kanalanschluss konzipiert sind. Zudem sind sie mit Radialventilatoren ausgestattet, mit deren Hilfe es möglich ist, einen nutzbaren statischen Druck von bis zu 300 Pa zu erreichen. Die Geräte sind mit einem Luftaustritt mit vertikaler oder horizontaler Luftführung verfügbar, was bei diesem Projekt den Übergang zum Kanalsystem erheblich erleichterte. Die Vielfalt von Leistungsstufen bei der Baureihe MPED von 7 bis 76 kW ermöglichte eine optimale Auswahl der Maschinen mit passenden Dimensionen für den Archivraum.

Bild 2: Kompakter und platzsparender Aufbau der Kältemaschine

Galetti

Bild 2: Kompakter und platzsparender Aufbau der Kältemaschine

Die Radiallüfter sind mit einem permanentmagnetischen Elektromotor (bürstenlos) ausgestattet, der durch ein 0-10 V Signal des Hauptreglers gesteuert wird. Dieser ermöglicht eine kontinuierliche Drehzahlveränderung und Reduzierung der Leistungsaufnahme des Lüfters. Um eine einfache Inbetriebnahme zu ermöglichen, kann der Nennluftdurchsatz automatisch justiert werden. Dies geschieht durch Sonderzubehör und den Einsatz eines erweiterten Reglers mit einem Proportional-Integralanteil, der die variable Druckdifferenz zwischen Luftein- und austritt des Gerätes kontinuierlich erfasst und optimal einstellt.

Bis auf die Wärmeabfuhr arbeiten die innen aufgestellten Maschinen nach dem gleichen Prinzip wie außen aufgestellte. Das bedeutet, dass die Wärme aus den Büros über die Wärmetauscher der Gebläsekonvektoren aufgenommen und an das Medium – in diesem Fall Wasser – übertragen wird. Die integrierte Pumpe in der Maschine sorgt für Wasserdurchfluss und dadurch für den Wärmetransport von den Gebläsekonvektoren zu dem Plattenwärmetauscher der Maschine. Hier entzieht das Kältemittel dem Wasser die Wärme über den Plattenwärmeübertrager. Die entzogene Wärme wird im Kältekreis zum Kondensator transportiert und dort an die Luft abgegeben.

Bild 3: Möglichkeiten der Luftführungen

Bild: Galetti

Bild 3: Möglichkeiten der Luftführungen

Die Übertragung der Wärme an die Außenluft übernehmen an dieser Stelle der Kondensator und der Lüfter. Für die Serie sind an dieser Stelle der Lüfter und seine Eigenschaften die wichtigsten Punkte. Der Radiallüfter ist in der Lage, hohe Widerstände zu überwinden. In unserem Fall sind das die Wetterschutzgitter der Kanäle, die Kanäle selbst, der Kondensator und der Filter. Der Radialventilator saugt die Luft über seine Motorachse an und transportiert diese anschließend um 90° versetzt wieder ­hinaus.

Alle Komponenten der Anlage sind optimal aufeinander abgestimmt und erbringen die gewünschte Leistung bei hoher Effizienz. Alle Maschinen in diesem Projekt sind über ein Bussystem miteinander verbunden und laufen im Teillastbereich durch zahlreiche Leistungsstufen optimal. Weiterer Vorteil ist die Ausfallsicherheit. Sollte eine Maschine ausfallen, schaltet sich die nächste bereitstehende Maschine automatisch zu.

Das Gebäude wird bereits seit über einem Jahr zur Zufriedenheit sowohl des Auftraggebers als auch der Mitarbeiter temperiert. Der Bauherr hebt vor allem die zügige Projektumsetzung und den zuverlässigen energieeffizienten Betrieb hervor, die Mitarbeiter das angenehme Raumklima. Alle Vorgaben des Denkmalschutzes wurden dabei erfüllt, die ganze Technik wurde von außen unsichtbar untergebracht. 

Bild 4: Kühlschaltplan der Kältemaschine

Bild: Galetti

Bild 4: Kühlschaltplan der Kältemaschine
Shahab Keshawarz
Abteilungsleiter Kaltwasser- und Präzisions­klimasysteme, Alfred Kaut GmbH & Co.

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