Der Artikel kompakt zusammengefasst
■ Die Belüftung und Temperierung eines großen Logistikzentrums wurde mit auf den Dächern angeordneten RLT-Geräten mit integrierten VRF-Systemen realisiert. Die Luft wird über Kanäle unter der Hallendecke verteilt.
■ Die Energiebereitstellung erfolgt überwiegend über eine große Photovoltaik-Anlage auf den Hallendächern.
■ Die Anordnung der VRF-Außengeräte vor der Abluftausströmung der RLT-Geräte bietet mehrere Vorteile.
CP Kaut
Eine Besonderheit bei der Klimatisierung eines Großlogistikzentrums ist die Positionierung der VRF-Außengeräte in der Abluftführung der Lüftungsanlagen. Die Hallenabluft dient so als Umgebungsluftquelle für die Außengeräte.
Ausgedehnte Lagerhallen kostengünstig und nachhaltig zu klimatisieren, ist eine komplexe Herausforderung. Eine vielversprechende Lösung ist die intelligente Kombination von Lüftungstechnik und Wärmepumpen. Ein Großprojekt, umgesetzt von KKS Kälte & Klimasysteme aus Espelkamp unter der Leitung von Kevin Kahlke, demonstriert, wie sich die hohen technischen und energetischen Anforderungen mit einem ganzheitlichen Ansatz zuverlässig erfüllt lassen.
CP Kaut
Durch die Kombination von RLT-Geräten (AHU) und direktverdampfenden VRF-Systemen können die Heiz- und Kühlprozesse flexibel und bedarfsgerecht gesteuert werden. Die elektrische Energieversorgung erfolgt ressourcenschonend weitestgehend und durch eine 28-MWp-Photovoltaik-Anlage auf den Hallendächern.
Verzicht auf fossile Energieträger
Die Hallenkomplexe werden über insgesamt 35 Lüftungsanlagen mit Luftvolumenströmen zwischen 16.000 und 72.000 m3/h versorgt. Für die Aufgabenstellung, eine energieeffiziente thermische Konditionierung und ein effektiver Außenluftwechsel, galt eine zentrale Anforderung: Der Verzicht auf fossile Energieträger zugunsten einer rein elektrischen Versorgung mit Strom aus erneuerbaren Energie. Der Gebäudestruktur – geprägt durch große Deckenhöhen, variable Nutzung (Lagerung, Verpackung, Umschlag) und unterschiedliche thermische Belastungen durch Torbereiche und Sonneneinstrahlung – wurde durch ein modulares, skalierbares AHU-VRF-System mit hoher Effizienz und Redundanz Rechnung getragen.
Technische Systembeschreibung
Die eingesetzten AHU sind mit energiesparenden EC-Ventilatoren und hocheffizienten Rotations-Wärmerückgewinnern ausgestattet und verfügen über eine integrierte Feuchte- und Temperaturregelung. Die thermische Luftbehandlung erfolgt nicht über konventionelle Heiz- oder Kühlregister, sondern über Direktverdampfungs(DX)-Register mit direkter Anbindung an VRF-Luft/Luft-Wärmepumpensysteme.
Um Leitungswege zu minimieren, wurden die VRF-Außengeräte in unmittelbarer Nähe der Lüftungsanlagen dezentral positioniert. Die Schnittstelle zwischen VRF-Systemen und den AHU bilden HZX-Verdampferkits, welche die thermische Energie in den Luftstrom übertragen. Die Vorteile der HZX-Kits sind
● eine große Leistungsbandbreite von 1,5 bis 95 kW für externe Wärmeübertrager,
● eine Feinregelung über eine 0…10-V-Schnittstelle zur dynamischen Regelung von Sollwerten und Leistung und
● eine Systemintegration über Betriebs- und Störmeldekontakte in eine zentrale Gebäudeleittechnik (GLT).
Die AHU-VRF-Architektur ermöglicht eine zonale Temperaturführung, bei der Energie exakt dort bereitgestellt wird, wo sie benötigt wird – was im gesamten Objekt eine präzise am lokalen Bedarf ausgerichtete energieeffiziente Klimatisierung gewährleistet.
Abluft als Umgebungsluftquelle
CP Kaut
Eine Besonderheit des Projekts ist die Positionierung der VRF-Außengeräte in der Abluftführung der RLT-Geräte. Die Hallenabluft dient so als Umgebungsluftquelle für die VRF-Außengeräte. Diese strategische Maßnahme hat mehrere Vorteile:
● Reduzierte Abtauzyklen: Die Außengeräte sind nicht der kalten Außenluft ausgesetzt, was Eisbildung minimiert und den Betrieb stabilisiert.
● Steigerung des COP: Der geringere Temperaturhub zwischen Wärmequelle (Abluft) und Wärmesenke (Zulufttemperatur) erhöht die Leistungszahl (COP) der Wärmepumpen signifikant, insbesondere in der Heizperiode.
● Längere Lebensdauer: Ein verringerter mechanischer und thermischer Verschleiß reduziert den Wartungsaufwand und verlängert die Lebensdauer der Außeneinheiten.
Die Geräteanordnung ist ein wesentlicher Faktor für die Steigerung der Energieeffizienz der Gesamtanlagen und die Betriebssicherheit des Systems.
Regelungstechnik
Die 28-MWp-Photovoltaik-Anlage speist das interne Mittelspannungsnetz der Hallen und deckt so einen Großteil des Strombedarfs der VRF- und AHU-Systeme. Überschüsse werden in das öffentliche Stromnetz eingespeist oder für E-Mobilitätslösungen genutzt. Die Vorerwärmung der Außengeräte durch die Abluft reduziert den elektrischen Energiebedarf in der Heizperiode zusätzlich. Insgesamt ist der Betrieb der Logistikhallen nahezu CO2-neutral.
Die zentrale Steuerung erfolgt über eine Gebäudeleittechnik (GLT) mit vollintegrierter Schnittstelle zu allen Komponenten (VRF-Außengeräte, HZX-Kits, AHUs, PV-Monitoring). Die GLT überwacht kontinuierlich Feuchte und Temperatur und wechselt automatisch zwischen Kühl-, Entfeuchtungs- und Heizmodus. Über das 0…10-V-Signal können die Leistung dynamisch angepasst und Lastspitzen gekappt werden, beispielsweise wenn die Einspeisung die Photovoltaik-Anlage wetterbedingt variiert. Frei programmierbare Relaiskontakte ermöglichen zudem eine umfassende Überwachung mit Betriebs- und Störmeldungen.
CP Kaut
Niedrige Betriebskosten
Das Projekt demonstriert, wie Klimatechnik in einem industriellen Großprojekt zukunftsweisend implementiert wird. Mit einer Gesamtleistung von 4253 kW für einen Luftvolumenstrom von 1.088.500 m3/h ist es eines der größten in Europa realisierten VRF-Systeme von Hisense. Insgesamt kamen 80 Außengeräte unterschiedlicher Leistungsklassen (AVWT-190HKSS bis AVWT-272HKSS) sowie 80 Steuereinheiten (HZX-30.0AEC) für eine zonengenaue Regelung zum Einsatz.
Bereits in den ersten Betriebsmonaten bestätigte sich die hohe Effizienz und Regelgenauigkeit des Systems. Die gezielte Abluftnutzung im Winter und die Anbindung an die 28-MWp-Photovoltaik-Analge tragen spürbar zur Reduzierung der Betriebskosten bei.
Fachberichte mit ähnlichen Themen bündelt das TGA+E-Dossier Wärmepumpe
CP Kaut
CP Kaut
