Gebäudetechnik TECHNISCHER GESAMTKATALOG 2015/16 GEBÄUDETEMPERIERUNG, ENERGIE- BEREITSTELLUNG UND GEOTHERMISCHE ENERGIEGEWINNUNG

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1 Gebäudetechnik TECHNISCHER GESAMTKATALOG 2015/16 GEBÄUDETEMPERIERUNG, ENERGIE- BEREITSTELLUNG UND GEOTHERMISCHE ENERGIEGEWINNUNG

2 Mit uns können Sie bauen Als einer der führenden Anbieter von Heiz- und Kühldecken und Spezialist für kundenindividuelle Lösungen in den Bereichen Gebäudetemperierung, Energiebereitstellung und Energiegewinnung ergänzt Zent-Frenger Energy Solutions das Leistungsangebot der Uponor Gruppe. Die 1954 gegründete Zent-Frenger GmbH produziert am Standort Heppenheim Kühldeckensysteme für Stahlblech-, Aluminium- und Gipskartondecken sowie Bauelemente zur stillen Kühlung. Das Kompetenzzentrum für Geothermie ergänzt das Produktportfolio mit hocheffizienten GEOZENT Energiezentralen und Know-how für die wirtschaftliche Nutzung geothermischer Energie. Zent-Frenger Energy Solutions unterstützt Planer und Bauherrn von der Idee bis zum schlüssel fertigen Komplettsystem: Gebäudetemperierung Heiz- und Kühldecken Betonkernaktivierung Sonstige Systeme und Erweiterungen VARICOOL BATISO Heiz- und Kühldecken, Metall BATISO Basic COMPACTLINE Kühlbalken VARICOOL Spectra BATISO Plus TENNO Heiz-/Kühlwände Heiz- und Kühldecken, Gipskarton VARICOOL Uni BATISO Air BATISO Connect QUELLO Luftauslässe Heiz- und Kühldecken, Hochleistung VARICOOL Opti Y Energiebereitstellung Energiegewinnung VARICOOL Softline 4 GEOZENT Erdwärmesonden Heiz- und Kühldeckenelemente VARICOOL Velum VARICOOL Spectra GEOZENT Profi GEOZENT Eco Thermisch aktive erdreichberührte Betonbauteile Geothermische Grundwasserbrunnen Eisspeicher 2 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

3 Lösungen im Überblick Alle Systeme und Lösungen von Zent-Frenger auf einen Blick Gebäudetemperierung Detaillierte Informationen zu Zent-Frenger Heiz-/Kühldecken, Betonkernaktivierung und Raumtemperierung über thermisch aktive Wandelemente Energiebereitstellung Die GEOZENT Großwärmepumpen bieten eine breit aufgestellte Funktionalität für alle Anforderungen in der gewerblichen Nutzung mit den Betriebsarten Heiz- und Kühlbetrieb, Dualbetrieb, Naturalbetrieb und Trinkwarmwasserbereitung Regenerative Energiegewinnung Zent-Frenger Lösungen zur regenerativen Energiegewinnung Anhang Service und Support, Referenzen Alle rechtlichen und technischen Informationen wurden nach bestem Wissen sorgfältig zu sammengestellt. Fehler können dennoch nicht vollständig ausgeschlossen und hierfür keine Haftung übernommen werden. Das Werk ist einschließlich aller seiner Teile urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung außerhalb der durch das Urhebergesetz zugelassenen Ausnahmen ist ohne Zustimmung der Zent-Frenger GmbH nicht gestattet. Insbesondere Vervielfältigungen, der Nachdruck, Bearbeitungen, Speicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen, Über setzungen und Mikroverfilmungen behalten wir uns vor. Technische Änderungen vorbehalten. Copyright Zent-Frenger GmbH, Heppenheim ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 3

4 Zent-Frenger Lösungen im Überblick Energieeffiziente Anlagentechnik für den professionellen Gewerbebau Gebäudetemperierung Zent-Frenger Flächensysteme, wie Heiz- und Kühldecken sowie Betonkerntemperierung, sind als führende Technologien zur Raumtemperierung seit mehr als 50 Jahren im Markt etabliert. Die zahl reichen technischen Entwicklungen haben uns zu einem Pionier fortschrittlicher Gebäudesystemtechnik gemacht. Energiebereitstellung Für gewerblich genutzte Gebäude haben wir eine geothermische GEOZENT Großwärmepumpe als anschlussfertige Energiezentrale mit integrierter Systemhydraulik entwickelt: Die multifunktionale Wärmepumpe erzeugt nach Bedarf gleichzeitig Heiz- und Kühlenergie und wird von Zent-Frenger auf Wunsch auch nach den individuellen Erfordernissen in Modulbauweise anschlussfertig hergestellt. Energiegewinnung Als ideale Basis für eine nach haltige, ökologische und höchst wirtschaftliche Versorgung von gewerblichen Immobilien mit thermischer Energie verfügt Zent-Frenger über langjähriges Know-how in der Anwendung von Erdwärmesonden, Energiepfählen, Erdwärmekollektoren und geo thermischen Grundwasserbrunnen. Energienutzung Kühlsegel, Randstreifenelemente, Fußbodenheizung/ -kühlung, Betonkern aktivierung, incl. Anschlusssysteme. Energiebereitstellung GEOZENT Großwärmepumpen mit hoher Funktionalität für die gleichzeitige Bereitstellung von Heiz- & Kühlenergie. Energiegewinnung Erdsonden, Energiepfähle, Brunnen, Eisspeicher, Rückkühler... 4 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

5 Zent-Frenger Lösungen im Überblick Gebäudetemperierung über abgehängte Heiz-/Kühldecken Freihängende Heiz-/Kühlelemente Zent-Frenger VARICOOL Velum Die eleganten und kompakten VARICOOL Velum Heiz- und Kühldeckensegel ermöglichen eine hohe Kühlleistung bei gleichzeitig zugfreier Behaglichkeit. Sie sind zudem schallabsorbierend und reflektieren diffuses Licht auf den Arbeitsplatz. Seite 21 Zent-Frenger VARICOOL Spectra VARICOOL Spectra ist ein wassergestütztes Heizund Kühldeckensystem, bei dem das Heiz-/Kühlregister wahlweise durch eine innovative Magnetverbindung (VARICOOL Spectra M) oder mit einer Klebeverbindung (VARICOOL Spectra K) sicher mit der Deckenverkleidung verbunden ist. Seite 27 Zent-Frenger VARICOOL Opti Y VARICOOL Opti Y ist ein vorwiegend konvektives Hochleistungslamellensystem zur Kühlung von Räumen. Die Lamellenkühlelemente sind als einzeln abgehängte Deckenmodule, als flächige Lamellendecke oder in verdeckter Montage oberhalb von Rasterdecken für Räume aller Art geeignet. Seite 37 Zent-Frenger VARICOOL Softline 4 Das Hochleistungsdeckenkühlsystem VARICOOL Softline 4 ist als gestalterisches Element ohne separate Deckenverkleidung einsetzbar. Die sichtbaren Profile können auf Wunsch in jeder RAL-Farbe pulverbeschichtet oder für höchste Ansprüche eloxiert werden. Seite 41 Geschlossene, fugenlose GK-Heiz-/Kühldecken Zent-Frenger VARICOOL Uni Deckenverkleidungen aus speziellen Gipskarton- Thermoplatten können auf der Sichtseite gestrichen oder tapeziert werden, ohne dass die Kühl- bzw. Heizwirkung beeinträchtigt wird. Durch Verspachtelung der Platten stöße entsteht eine fugenlose Oberfläche. Seite 45 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 5

6 Zent-Frenger Lösungen im Überblick Geschlossene Metall-Heiz-/Kühldecken mit oder ohne Fugen Zent-Frenger VARICOOL Spectra Für die Strahlungskühlung über geschlossene Metalldecken ist VARICOOL Spectra die erste Wahl. Die Kühlelemente werden wahlweise durch eine innovative Magnetverbindung (VARICOOL Spectra M) oder mit einer Klebeverbindung (VARICOOL Spectra K) sicher mit der Deckenverkleidung, in die bei Bedarf ein speziell entwickeltes Akustikvlies eingeklebt ist, verbunden. Seite 56 Kühlbalken Zent-Frenger VARICOOL Compactline Die passiven Kühlbalken VARICOOL Compactline ermöglichen einen Wärmeaustausch ohne Zugerscheinungen und störende Ventilationsgeräusche. Je nach Raum- und Deckendesign können die Elemente freihängend oder deckenbündig eingebaut werden. VARICOOL Compactline Kühlbalken sind auch in Kombination mit Kühldecken zur Erhöhung der Kühlleistung einsetzbar. Seite 64 Luftauslässe Zent-Frenger Quello Wenn die Versorgung mit Zuluft vom Raum aus unsichtbar durch die Decke erfolgen soll, ist Zent-Frenger QUELLO die ideale Lösung. Mit Quello wird die Zuluft über einen Anschlusskasten auf die zwischen den Wärmeleitprofilen liegenden Zuluftschienen aufgeteilt und strömt von dort über die Akustik-Perforation der Deckenplatte mit geringen Geschwindigkeiten in den Raum. Seite 71 6 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

7 Zent-Frenger Lösungen im Überblick Gebäudetemperierung über thermisch aktivierte Bauteilsysteme Zent-Frenger BATISO Die wasserführenden PE-Xa Rohre der BATISO Bauteilaktivierung werden direkt in den Gebäudekörper, erzielt. Die Zent-Frenger BATISO Bauteilaktivierung ist für den Nutzer ein hohes Maß an Behaglichkeit meist in die Beton decken, integriert. Dabei wird für als Grundlastsystem sehr gut mit Zent-Frenger Systemen für die Kompensation von Spitzenlasten (z.b. frei- die Pufferung von Wärme- und Kältelasten die bauteileigene Speicherkapazität genutzt. Durch das hängende Kühlelemente) kombinierbar. Prinzip der Strahlungskühlung und -heizung wird Seite 73 Gebäudetemperierung über Wandheiz-/kühlelemente Zent-Frenger TENNO Die TENNO Wandheiz-/kühlelemente sind optimal zur Raumtemperierung über Raumwände im Trockenbau einsetzbar entweder zur Volllastkompensation oder auch ergänzend zu Zent-Frenger Heiz-/Kühldecken und zur Betonkernaktivierung. So entstehenden zusätzliche schnell regelbare Heiz-/Kühlflächen, die zudem die Effizienz beim Einsatz regenerativer Energien verbessern. Seite 87 Verteil-, Steige- und Anbindeleitungen Rohrleitungssysteme für Heiz-/Kühlflächen Je nach Anforderung werden die Zuleitungsverrohrungen mit korrosionsfesten und formstabilen Mehrschichtverbundrohren oder flexiblen PE-Xa Rohren ausgeführt. Die Anschlusssysteme von Uponor beinhalten alle Komponenten, die für Installation auch in großen Gewerbebauten erforderlich sind von den Rohren über die innovative modulare Press-Verbindungs technik bis zu Heiz-/ Kühlkreisverteilern für die Einzelanbindung. Seite 89 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 7

8 Zent-Frenger Lösungen im Überblick Energiebereitstellung Zent-Frenger GEOZENT Großwärmepumpen Seit mehr als 15 Jahren befasst sich Zent-Frenger Energy Solutions mit Technologien der thermischen Energiegewinnung aus oberflächennaher Geothermie. Ein wesentlicher Baustein für deren Nutzung im Nichtwohnungsbau ist die geothermische Großwärmepumpe GEOZENT. Für Standardanwendungen ist die Baureihe GEOZENT Eco die beste Wahl. Die praxisgerecht abgestufte Modellpalette umfasst insgesamt 7 Leistungsstufen in einem Leistungsbereich von 80 bis 320 kw und ist auch für die Trinkwassergrunderwärmung einsetzbar. Für Objekte mit individuellen Leistungs- und Funktionsanforderungen haben wir die hocheffiziente, vielseitig einsetzbare, und multifunktionale Energiezentrale GEOZENT Profi entwickelt. Diese wird projektbezogen geplant und produziert und als funktionsfertige Einheit mit allen erforderlichen hydraulischen und elektrischen Komponenten und Funktionen zur Baustelle geliefert. Seite ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

9 Zent-Frenger Lösungen im Überblick Regenerative Energiegewinnung Quelle: Krämer Brunnenbau Geothermische Grundwassernutzung Grundwasser ist das ganze Jahr hindurch mit einer relativ konstanten Temperatur von ca. 10 C verfügbar. Deshalb erreichen Wärmepumpen mit Grundwasser als Wärmequelle höchste Leistungszahlen. Insbesondere in Großanlagen mit entsprechenden Leistungsanforderungen ist die Geothermische Grundwassernutzung oft bei der Erstellung und im Betrieb eine wirtschaftliche Variante. Seite 193 Erdwärmesonden Erdwärmesonden werden in vertikalen Bohrungen von bis zu 99 m Tiefe, in Ausnahmefällen auch tiefer, installiert. Die Erdwärme wird über eine Wärmepumpe dem Gebäude mit dem für Flächensysteme erforderlichen Temperaturniveau zur Verfügung gestellt. Zudem besteht die Möglichkeit, Erdwärmesonden auch zur Gebäudekühlung mit Flächensystemen ohne Kälteprozess einzusetzen (Free Cooling). Seite 195 Thermisch aktive erdreichberührte Betonbauteile Erdberührte Beton bauteile wie Gründungspfähle, Fundamentplatten und Baugrubenverbauwände können auch zur Energiegewinnung eingesetzt werden. Hierbei werden sie mit wasserführenden Rohrsystemen belegt und dienen als Wärmetauscher für die Wärmeund Kälte ver sorgung des Gebäudes. Seite 197 Quelle: Huber/isocal Eisspeicher Bei Eisspeichern handelt es sich um im Erdreich eingegrabene, mit Wasser gefüllte Behälter. Im Winter wird die über einen innenliegenden Rohrbündelwärmetauscher mittels Wärmepumpe entzogene Energie dem Gebäude als Heizwärme zugeführt, wobei die Kristallisationswärme von gefrierendem Wasser genutzt wird. Im Sommer wird der Speicher über das umgebene Erdreich, solaren Wärmeeintrag und z.b. Abwärme aus dem Gebäude regeneriert. Seite 200 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 9

10 Gebäudetemperierung 1010 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

11 Allgemein Freihängende Heiz-/ Kühlelemente Abgehängte, fugenlose Gipskarton-Heiz-/Kühldecken Abgehängte Metall-Heiz-/Kühldecken mit oder ohne Fugen Kühlbalken Deckenluftauslässe Betonkernaktivierung Thermisch aktive Wandelemente Verteil-, Steige- und Anbindeleitungen Grundlagen zur Kühldeckentechnik Eigenschaften, Funktionen und Nutzen 12 Allgemeine Planungsgrundlagen 15 VARICOOL Velum Systembeschreibung und Einsatzbereiche 21 Konstruktion 22 Planung und Auslegung 24 Technische Merkmale 26 VARICOOL Spectra Systembeschreibung und Einsatzbereiche 27 Konstruktion 29 Planung und Auslegung 33 Technische Merkmale 36 VARICOOL Opti Y Systembeschreibung und Einsatzbereiche 37 Konstruktion 38 Planung und Auslegung 39 Technische Merkmale 40 VARICOOL Softline 4 Systembeschreibung und Einsatzbereiche 41 Konstruktion 42 Planung und Auslegung 43 Technische Merkmale 44 VARICOOL Uni Systembeschreibung und Einsatzbereiche 45 Konstruktion 46 Planung und Auslegung 50 Montage 51 Technische Merkmale 55 VARICOOL Spectra Systembeschreibung und Einsatzbereiche 56 Konstruktion 57 Planung und Auslegung 60 Technische Merkmale 63 COMPACTLINE Systembeschreibung und Einsatzbereiche 64 Konstruktion 65 Hinweise zu COMPACTLINE Kühlbalken 66 Auslegung 67 Technische Merkmale 70 QUELLO Systembeschreibung und Einsatzbereiche 71 Auslegung 72 BATISO Systembeschreibung und Einsatzbereiche 73 Konstruktionsvarianten 77 Planungsgrundlagen 79 Anschluss von Deckensegeln 85 TENNO Systembeschreibung und Einsatzbereiche 87 Konstruktion 87 Planung und Auslegung 88 Technische Merkmale 88 Lebensadern für das Gebäude Qualitäts-Rohrleitungssysteme für die Heiz-/Kühldeckenversorgung 89 Verbundrohrinstallation 90 PE-Xa Rohrinstallation 106 Kühl-/Heizkreisverteiler im Deckenhohlraum 110 Zentraler Heizen/Kühlen Verteiler

12 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Grundlagen zur Kühldeckentechnik > Eigenschaften, Funktion und Nutzen Grundlagen zur Kühldeckentechnik Eigenschaften, Funktionen und Nutzen Thermische Behaglichkeit und gesteigerte Leistungsfähigkeit Die geistige Leistungsfähigkeit und das Wohlbefinden des Menschen am Arbeitsplatz werden zu einem wesentlichen Teil von seiner Umgebung beeinflusst. In modern eingerichteten Büroräumen entstehen trotz optimaler Bautechnik durch innere und äußere Wärmequellen Raumtemperaturen von über 26 C an oftmals mehr als 400 Arbeitsstunden im Jahr. Nach wissenschaftlichen Erkenntnissen aus den USA und Skandinavien reduziert sich die geistige Leistungsfähigkeit auf unter 75 %, wenn die Raumtemperatur auf 28 C ansteigt. Kühldecken und geeignete Raumlüftung schaffen ein angenehmes Raumklima, indem Wärme völlig zugfrei und geräuschlos nach dem Strahlungsprinzip abgeführt und die erforderliche Frischluftmenge je nach den Bedürfnissen mechanisch oder natürlich dem Raum zugeführt wird. Die Arbeitsproduktivität steigt, weil das menschliche Befinden nicht mehr gestört ist. Die Wirtschaftlichkeit der erforderlichen Investition kann in einer Kosten-Nutzen-Analyse nachgewiesen werden. Im Vergleich betragen die Unterhaltungs- und die anteiligen Investitionskosten (AfA 15 Jahre) für ein modernes Klimasystem mit Kühldecken nur etwa 1 % des jährlichen Personalkostenaufwandes. Schon bei einer geringen Steigerung der geistigen Leistungsfähigkeit amortisieren sich die Investitionskosten in einem Jahr. Bei mehr Zufriedenheit mit den arbeitsklimatischen Bedingungen verringerte sich unter Kühldecken auch die Absenzquote der Mitarbeiter. Geistige Leistungsfähigkeit [%] Unzufriedene Personen [%] Geistige Leistungsfähigkeit in Abhängigkeit von der Raum temperatur nach D.Wyon Raumtemperatur [ C] Unzufriedene Personen in Abhängigkeit von der Raum temperatur nach P.O. Fanger/ D.Wyon Raumtemperatur [ C] Konventionelle RTL-Anlage Minimal möglicher Prozentsatz (nach Fanger) Kühldecke + Quelllüftung Ohne Kühlanlage Was ist eine Kühldecke? In gewerblichen Räumen wie Büros, Veranstaltungs- und Versammlungsräumen, Verkaufs- und Präsentationshäusern, Funktionsräumen in Krankenhäusern usw. sind meistens abgehängte Zwischendecken zur Raumverkleidung eingebaut. Zent-Frenger hat seit Jahren das Know-how, verschiedene Deckensysteme mit wasserdurchströmten Rohrregistern wärmeleitend zu kombinieren. Je nach gewählter Wassertemperatur kann mit dieser Technik gekühlt oder geheizt werden. Außerdem erfüllen unsere Deckensysteme ästhetische, raumakustische und lichttechnische Funktionen. 12 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

13 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Grundlagen zur Kühldeckentechnik > Eigenschaften, Funktion und Nutzen Aufgaben einer Kühldecke Neben den Ansprüchen durch den Nutzer an den thermischen Komfort muss eine Kühldecke viele weitere Anfordererungen erfüllen. So hat die Decke im Objektbau nicht mehr nur die Funktion als ein architektonisches Gestaltungselement mit ihren klassischen bautechnischen und bauphysikalischen Aufgaben. Sie beinhaltet mehr und mehr technische Funktionen wie Kühlen, Heizen, Lüften, Licht, Brandschutz und Akustik. Daraus ergeben sich neue Herausforderungen an die gesamte technische Gebäudeausrüstung. Die Kühldecke muss mit den genannten Zusatzfunktionen harmonieren und sich außerdem an die architektonischen und bautechnischen Vorgaben anpassen. Dabei ist oft ein Höchstmaß an Flexibilität in der Gestaltung und Anlagentechnik erforderlich, um auch bei noch nicht definierten oder sich ändernden Nutzungsbedingungen alle relevanten Anforderungen erfüllen zu können. Funktionsweise einer Kühldecke Die Oberflächentemperatur der Kühldecke wird mittels rückseitig auf die Deckenplatten aufgebrachte, wasserführende Rohre einige C unter die Raumtemperatur abgesenkt. Durch Strahlungswärmeaustausch mit der Decke kühlen sich auch die Raumumschließungsflächen ab. Alle im Raum befindlichen Wärmequellen geben ihre überschüssige Wärme direkt per Strahlung und indirekt auch über freie Konvektion an die Umschließungsflächen des Raumes ab. Herkömmliche luftgestützte Klimaanlagen arbeiten mit erzwungener Konvektion, die beim Menschen leicht Zugerscheinungen auslösen kann. Bei Kühldecken, in weitgehend geschlossener Bauweise, beträgt der Anteil an Strahlungswärmeaustausch mehr als 60 % der Gesamtleistung. Weil die meisten Wärmequellen zum überwiegenden Teil Wärme per Strahlung abgeben, ist das physikalische Wirkungsprinzip der Kühldecke die beste, weil natürlichste, Lösung. Vorteile für den Nutzer Keine Zugerscheinungen und keine Geräuschbelästigung, dadurch hohe Nutzerakzeptanz Die empfundene Raumtemperatur liegt niedriger als die Lufttemperatur. Deshalb kann bei Kühldecken eine höhere Lufttemperatur akzeptiert werden Geringer Energieverbrauch, weil ein geschlossener Wasserkreislauf zum Transport von Energie besser geeignet ist als Luft Die natürliche Speicherfähigkeit des Gebäudes bleibt nutzbar Die hohe spezifische Kühlleistung erfüllt nahezu alle Ansprüche Einfache Regelungstechnik Die Raumbelüftung erfolgt separat nur nach den hygienischen Bedürfnissen Beansprucht geringe Einbauhöhe, dadurch sind niedrigere Geschosshöhen möglich Weniger Platz in der Technik zentrale erforderlich Hohe Flexibilität bei Änderungen in der Raumaufteilung Nachträgliche Leistungserhöhung möglich Geeignet auch für nachträglichen Einbau bei Gebäudesanierung. Nutzerabhängige Energieverbrauchsmessung möglich Integriert optische Gestaltungsfähigkeit mit Raumtemperierung, Beleuchtung und Schallabsorption ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 13

14 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Grundlagen zur Kühldeckentechnik > Eigenschaften, Funktion und Nutzen Leistungsbereiche einer Kühldecke Die erreichbaren Kühl- bzw. Heizleistungen einer Kühldecke sind von mehreren Faktoren abhängig. In erster Linie beeinflusst die Konstruktion der Kühldecke sowie deren Oberflächenbeschaffenheit die Wärmeabgabe bzw. -aufnahme. Zudem spielen die zur Verfügung stehende Vorlauftemperatur sowie leistungsmindernde Faktoren wie z.b. Grenztemperaturen und, speziell bei der Raumkühlung, die Raumluftfeuchte eine entscheidende Rolle. Diese Faktoren können dazu führen, dass das theoretische Leistungspotenzial einer Kühldecke in der Praxis nicht vollständig genutzt werden kann. Nutzen Sie unser Know-How als Anbieter ganzheitlicher Lösungen zur Gebäudeheizung und -kühlung. Wir unterstützen Sie gerne dabei, unter Berücksichtigung der Rahmenbedingungen die kosten- und energieeffizienteste Anlagenlösung zu ermitteln. Energieverbrauch Im Vergleich mit konventionellen Klimasystemen zeichnet sich die Kühldeckentechnik durch sehr geringe Betriebs- und Energiekosten aus. Dies haben verschiedene veröffentlichte Vergleichsberechnungen ergeben. Gegenüber dem häufig verbreiteten Variabelvolumenstromsystem spart man bei Kühldecken mit mechanischer Grundlüftung ca % an Energiekosten ein. Leistung [W/m2] Einsatzbereiche von Kühl-/Heizdecken und Betonkerntemperierung Platzersparnis Durch geringe Leitungsquerschnitte ergeben sich Platzersparnisse gegenüber herkömmlicher Technik in den Steigschächten, der Technikzentrale und in der Zwischendeckenhöhe. Investitionskosten Heizen Kühlen (15 K Übertemperatur) (10 K Untertemperatur) Hochleistungskühldecke (Opti Y) Kühl-/Heizdecke (Metallplatten) Kühl-/Heizdecke (Gipsplatten) Grundsätzlich ist bei einem Vergleich der Investitionskosten verschie dener Systeme zu beachten, dass in den Kosten für die Kühldeckentechnik die abgehängte Akustikdeckenverkleidung enthalten ist, aber die Grundlüftung falls erforderlich hinzugerechnet werden muss. Tendenziell ergeben sich ab einer spezifischen Kühlleistung von 35 W/m² Vorteile zugunsten der Kühldeckentechnik. Betonkerntemperierung nach unten Betonkerntemperierung nach oben Wartungs- und Instandsetzungskosten Wartungskosten entstehen bei der Kühldecke nicht. Lediglich die Regel- und Absperrventile müssen in längeren Zeitabständen auf Funktion und Dichtheit überprüft werden. Die sichtbare Oberfläche der Deckenverkleidung unterliegt einer natürlichen Verschmutzung durch die Raumluft, die aber nicht stärker in Erscheinung tritt als bei ungekühlten Decken. Bei der Grundlüftungsanlage sind die Wartungskosten infolge geringerer Anlagengröße auf etwa 50 % der Kosten einer herkömmlichen VVS-Klimaanlage reduziert. 14 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

15 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Grundlagen zur Kühldeckentechnik > Allgemeine Planungsgrundlagen Allgemeine Planungsgrundlagen Integrale Planung Bei der Planung und Erstellung einer Kühldeckenanlage sind, neben den Aspekten der Gebäudeklimatisierung, auch die architektonischen Anforderungen zu berücksichtigen. Daher ist eine rechtzeitige und gründliche Abstimmung zwischen den beteiligten Gewerken unumgänglich. Als Leitfaden für die Schnittstellenkoordination und die Festlegung der Verantwortlichkeiten ist die Tabelle 1 aus der VDI 6034 zu empfehlen. Auslegung Die abzuführende Kühllast eines Raumes oder einer Raumachse ist vorgegeben. Nach dem Ermitteln der inaktiv bleibenden Deckenfläche wie Leuchten, Bandrasterprofile, Randplatten etc. wird der Belegungsgrad a definiert. a = spezifische Kühllast*/spezifische Kühlleistung** 100 [%] * Die spezifische Kühllast ist die abzuführende Wärmemenge bezogen auf die Raumfläche. ** Die spezifische Kühlleistung der Kühldecke wird den Leistungsdiagrammen des jeweiligen Zent- Frenger Kühldeckensystems entnommen. Der Belegungsgrad a beschreibt das Verhältnis der aktiven Deckenfläche zur Gesamtfläche und dient als Kal- kulationsgröße. Inaktive Deckenplatten können bedarfsweise zu einem späteren Zeitpunkt mit Kühlregistern nachgerüstet werden. Dies ist jedoch in der Planungsphase bei der Dimensionierung des Kaltwassernetzes zu berücksichtigen. Die erforderliche Wassermenge m errechnet sich aus: m = Q K x 0,86/Δϑ [kg/h] Q K = Kühllast der Betrachtungsfläche (meistens ein Regelkreis) in Watt Δϑ = Temperaturdifferenz zwischen Kaltwasser-Vorlauf- und Rücklauftemperatur. Übliche Werte für eine zu wählende Kaltwassertemperaturdifferenz sind 2, 3 oder 4K Die Größe eines Wasserkreises, bestehend aus in Reihe geschalteten Rohrmäandern, wird allein vom zugelassenen Druckverlust begrenzt, der sich aus dem Wasserdurchsatz m ergibt. In der Praxis haben sich Werte von kpa bewährt. Mehrere Wasserkreise werden dann zu Raumregelkreisen parallel geschaltet. In der Planungsphase genügt zunächst die Bestimmung folgender Parameter: spezifische Kühlleistung bezogen auf die aktive Fläche in Watt/m² (Systemauswahl) Belegungsgrad (Verhältnis aktiver Fläche zur Gesamtfläche) Kaltwasser-Vorlauftemperatur und gewünschte Spreizung ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 15

16 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Grundlagen zur Kühldeckentechnik > Allgemeine Planungsgrundlagen Hydraulische Anschlussbeispiele (interne Verrohrung) Die einzelnen Elemente einer Zent-Frenger Kühldecke werden so zusammen geschaltet, dass bei minimalem Aufwand für den hydraulischen Abgleich eine gleich mäßige Wärmeübertragung über die thermisch aktive Deckenfläche sichergestellt ist. Die Art und Weise, wie die einzelnen Elemente einer Kühldecke intern hydraulisch verschaltet werden, ist dabei von mehreren Faktoren abhängig: Raumgeometrie räumliche Verteilung der thermischen Lasten Deckenspiegel, Deckeneinbauten Kühldeckensystem (geschlossen, freihängend, Segel, etc.) Volumenströme und maximal zulässige Druckverluste Regelungskonzept usw. Nachfolgend sind gängige Varianten zur hydraulischen Verschaltung von Zent-Frenger Kühldeckenelementen dargestellt. Anschlussvariante 1: Verrohrung klassisch Anschlussvariante 2: Verrohrung Tichelmann Anschlussvariante 3: Verteiler-Verrohrung Anschlussvariante 4: Verteiler-Verrohrung Segel 16 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

17 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Grundlagen zur Kühldeckentechnik > Allgemeine Planungsgrundlagen Besondere Situationen bei Fensterlüftung Während bei der mechanischen Be- und Entlüftung Stofflasten (Schadstoffe, Atmungsprodukte und Feuchtigkeit etc.) kontinuierlich abgeführt werden, besteht bei fensterbelüfteten Räumen die Gefahr, dass der erforderliche Luftaustausch nicht ausreichend gegeben ist. Da andererseits auch die Gefahr besteht, dass an schwülen Tagen feuchte Außenluft unkontrolliert in die Räume gelangt, müssen technische Vorkehrungen zur Vermeidung von Kondenswasser getroffen werden. Häufigkeit feuchter Außenluftzustände Nach DIN 4710 beträgt die mittlere jährliche Zahl der Stunden, an denen Außenluftzustände mit einer Taupunkttemperatur über 16 C auftreten, etwa 60 90, das sind je nach Standort nur etwa 2,5 4 % der jährlichen Arbeitszeit. In diesem Zeitraum würde es zu Kondensation an den Kühlregistern kommen, wenn die Innenfeuchte der Außenfeuchte entspricht. Nach den bisherigen Erfahrungen verzögert die gute Feuchtigkeitsspeicherfähigkeit vieler Baumaterialien wie Gipsputz, Gipskartonständerwände, Teppichbeläge, Betonwände, Papier etc. den Anstieg der Luftfeuchtigkeit im Raum, so dass Kondensation an der Kühldecke kaum entstehen kann. Technische Möglichkeiten zur Vermeidung von Kondensation Für einen einfachen Überblick genügt es, folgende Unterscheidung zu treffen: a) Kühldecken mit unterstützender Lüftung und Luftentfeuchtung In diesem Fall sind normalerweise keine zusätzlichen Sicherungsmaßnahmen erforderlich; in besonderen Fällen kann zusätzlich eine gleitende Kaltwassertemperaturregelung erwogen werden. b) Kühldecken ohne mechanische Be- und Entlüftung (Fensterlüftung) Hier müssen Maßnahmen zur Vermeidung von Kondensation getroffen werden. Die beste Lösung ist die Führung der Kaltwassertemperatur in Abhängigkeit von der Außenluft- Summenhäufigkeit [%] Taupunkttemperatur und ein Tauwassersensor im Raum, der das Regelventil schließt. Gleitende Kaltwassertemperaturregelung Nach unseren Erfahrungen wird der Leistungsrückgang der Kühldecke bei angehobener Kaltwasservorlauftemperatur kaum wahrgenommen. Mit steigender Raumtemperatur stellt sich auf einem etwas erhöhten Raumtemperaturniveau wieder dasselbe Δϑ wie zuvor ein. Damit bleibt die Kühlleistung auf einem etwas erhöhten Temperaturniveau konstant. Die angenehme Strahlungstemperatur der Umgebungsflächen wird vom Menschen gut wahrgenommen. Eine leicht ansteigende Lufttemperatur kann eher in Kauf genommen werden als eine sensorgesteuerte Abschaltung der Kühldecke. Summenhäufigkeit des Taupunktes oberhalb eine Wertes bei 12-h-Betrieb Außenluft-Taupunkttemperatur [ C] Frankfurt Stuttgart München ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 17

18 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Grundlagen zur Kühldeckentechnik > Allgemeine Planungsgrundlagen Einsatzgrenzen von Kühldecken Kühldecken können überall dort eingesetzt werden, wo sensible Wärme abgeführt werden muss und der Taupunkt der Raumluft niedriger als die Kaltwassertemperatur ist. Ein genügender Luftaustausch muss entweder über eine kontrollierte Lüftung oder manuelle Fensterlüftung sichergestellt werden. Räume mit hohem inneren Feuchtegehalt wie Küchen, Waschräume, Schwimmbäder etc. sind für den Einsatz von Kühldecken ohne zusätzliche Entfeuchtung der Raumluft i.d.r. nicht geeignet. Bei fachgerechter Auslegung einer Kühldecke werden die Grenzwerte der DIN 1946 für die Behaglichkeitskriterien eingehalten oder sogar weit unterschritten. Kühldecken auch zum Heizen Durch stark verbesserte Gebäudedämmung sind heute nur noch geringe flächenbezogene Heizleistungen erforderlich. Daher ist es insbesondere aus wirtschaftlicher Sicht vorteilhaft, die Kühldecke auch zum Heizen einzusetzen. Denn dadurch können i.d.r. zusätzliche Anlagenkomponenten wie separate Leitungsnetze und Heizkörper entfallen. Die Deckenheizung funktioniert als Strahlungsheizung Unzufriedenheitsgrad [%] Zulässige Strahlungstemperatur-Differenzwerte nach DIN 1946 Teil 2 Für warme Deckenflächen Für kalte Wandflächen Für gekühlte Deckenflächen Für warme Wandflächen ϑ H1 ϑ H2 3,5 K ϑ H1 ϑ H2 8,0 K ϑ H1 ϑ H2 17,0 K ϑ H1 ϑ H2 19,0 K Asymmetrie der Strahlungstemperaturen Quelle: P. O. Fanger Asymmetrie der Strahlungstemperatur [K] Deckenstrahlunhsheizung Gekühlte Wand nach demselben physikalischen Prinzip wie die Deckenkühlung. Durch die hohen Anforderungen an die Gebäudewärmedämmung sind heute nur noch relativ geringe flächenbezogene Heizleistungen für die Raumheizung erforderlich. Kühldecke Wandstrahlungsheizung Dem zufolge sind die zum Heizen erforderlichen Deckenoberflächentemperaturen so niedrig, dass auch im Heizfall die in der DIN 1946 festgelegten Grenzwerte für vertikale Strahlungsasymmetrie problemlos eingehalten werden. 18 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

19 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Grundlagen zur Kühldeckentechnik > Allgemeine Planungsgrundlagen Raumtemperaturregelung Die Einzelraumregelung hat die Aufgabe, die vom Nutzer als behaglich empfundene Raumtemperatur einzustellen. Über einen Raumfühler wird die aktuelle Raumtemperatur erfasst und mit dem eingestellten Sollwert verglichen. Die Anpassung an die Solltemperatur erfolgt dabei über die Regulierung der Kühl- bzw. Heizwassermenge in den Heiz-/ Kühldeckenzuleitungen. Der hierzu erforderliche Regelungsaufwand ist u.a. von den gewünschten Funktionen sowie vom Anlagenkonzept abhängig. Nachfolgend sind exemplarisch und vereinfacht einige gängige Regelvarianten beschrieben. Einzelraumregelung einer reinen Kühldecke Häufig werden thermisch aktive Decken ausschließlich zur Raumkühlung eingesetzt. Derartige Anlagen sind üblicherweise als 2-Leiter-System ausgelegt. Der Raumtemperaturregler (ERR) verarbeitet die Signale des Raumfühlers. Bei Erreichen der gewünschten Raumtemperatur wird der außenlufttaupunktgeführte Kühlwasserstrom zur Kühldecke über Stellventile mit thermischen oder elektrischen Antrieben unterbrochen. Optional kann eine Fensteröffnungskontakt und/oder ein Feuchtefühler zur Zwangsabschaltung der Kühldecke vorgesehen werden. Wenn die Raumbeheizung über separate Systeme realisiert wird, muss gleichzeitiges Heizen und Kühlen regelungstechnisch verhindert werden. M ERR t ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 19

20 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Grundlagen zur Kühldeckentechnik > Allgemeine Planungsgrundlagen Heizen oder Kühlen mit saisonaler Funktionsumkehr Grundsätzlich können Räume über eine thermisch aktive Decke sowohl gekühlt als auch geheizt werden. Bei gleichmäßigen Lasten innerhalb eines Gebäudes ist dieses über ein relativ einfaches 2-Leiter-System möglich. Abhängig von der Außenlufttemperatur und ggf. weiterer Parameter wird zentral von Wärmeauf Kältebereitstellung umgeschaltet. Der Umschaltbefehl bewirkt zusätzlich über einen Umschaltkontakt (Change Over) die Wirksinnumkehr der Einzelraumregelung. Das bedeutet, dass im Kühlfall bei Kühlbedarf die Stellventile in den Kühldeckenzuleitungen öffnen während diese im Heizfall bei Überschreiten der gewünschten Raumtemperatur schließen. M Change Over Kontakt ERR t Gleichzeitiges Heizen und Kühlen in unterschiedlichen Räumen bzw. Gebäudezonen Insbesondere in Gebäuden mit großen Lastschwankungen in unterschiedliche Gebäudebereichen kann kann gleichzeitiges Heizen und Kühlen erforderlich sein. Falls die Kühldecke auch zur Raumheizung eingesetzt werden soll ist dazu ein 4-Leiter-System für die gleichzeitige Wärme- und Kältebereitstellung zu installieren. Die Wärmebzw. Kälteanforderung für die jeweilige Zone bzw. den jeweiligen Raum erfolgt über die Einzelraumregelung unter Berücksichtigung einer gewissen Totzeit zwischen der Heizen/Kühlen Umschaltung. M M M M ERR t 20 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

21 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Freihängende Heiz-/Kühlelemente > VARICOOL Velum VARICOOL Velum, das Hochleistungsdeckensegel zum Heizen und Kühlen mit integriertem Schallabsorber Systembeschreibung und Einsatzbereiche VARICOOL Velum Heiz- und Kühldeckensegel kombinieren eine hohe Kühlleistung mit zugfreier Behaglichkeit, sind schallabsorbierend und reflektieren diffuses Licht auf den Arbeitsplatz. Die elegante, kompakte Bauform erfüllt hohe architektonische Anforderungen und fügt sich harmonisch in die moderne Bürolandschaft ein. großer Luftumwälzung wird mit einem Heiz-/Kühldeckensystem ein angenehmes Raumklima ohne Staubumwälzung, Zugluft oder Lüftungsgeräuschen geschaffen. Als Medium dient erwärmtes oder gekühltes Wasser im geschlossenen Kreislauf. Die im Deckensegel integrierten schallabsorbierenden Elemente ermöglichen eine gute Raumakustik. VARICOOL Velum ist ein hybrides Deckensystem, das mit seiner strahlungsaktiven Oberfläche die darüber liegende Betondecke thermisch aktiviert. Das extrem flache, optisch im Raum schwebende VARICOOL Velum Deckensegel kann zur Raumkühlung und zur Beheizung nach dem behaglichen Strahlungsprinzip eingesetzt werden. Die milde Strahlungswärme wird direkt von den Umschließungsflächen absorbiert und führt zu einer gleichmäßigen, vom Menschen als sehr angenehm empfundenen Erwärmung des Raumes. Im Kühlbetrieb wirkt das Deckensegel im Raum als Strahlungsabsorber, der die im Raum abzuführende Wärme ähnlich einem Solarkol lektor direkt absorbiert und an dessen Oberflächen die aufsteigende Raumluft zusätzlich gekühlt wird. Im Gegensatz zu einer herkömmlichen Klimaanlage mit VARICOOL Velum als Randstreifenelemente in Kombination mit Betonkerntemperierung (Anordnung an der Fassade) Ihr Plus Extrem flacher Aufbau Hohe Kühlleistung Nutzung der Speichermasse der Betondecke (Hybriddeckensegel) Gute Raumakustik durch integrierte, schallabsorbierende Elemente Angenehmes, zugfreies Raumklima ohne Staubumwälzung Optisch ansprechendes Design VARICOOL Velum Heiz- und Kühldeckensegel ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 21

22 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Freihängende Heiz-/Kühlelemente > VARICOOL Velum Konstruktion Aufbau Ein VARICOOL Velum Deckensegel besteht aus einer ringsherum geschlossenen Metallkassette, in die ein Heiz-/Kühlregister mit zusätzlichen schallabsorbierenden Dämmstoffeinlagen integriert ist. Die Segelflächen bestehen aus pulverbeschichtetem verzinkten Stahlblech. Das spezielle Heiz-/ Kühlregister aus Hochleistungsdoppelwärmeleitprofilen mit Kupferrohrmäander ist kraft- und formschlüssig mit der doppelseitigen Blechverkleidung des Deckensegels verbunden. Durch die neuartige Sandwichbauweise ergibt sich eine extrem flächensteife Konstruktion. Die Bauhöhe beträgt dabei nur 30 mm. Die Deckensegel können in Abmessungen bis mm Länge und mm Breite gefertigt werden. Die punktuelle Befestigung an der Betondecke erfolgt mit Gewindestangen. Die Durchbiegung des Deckensegels liegt deutlich unterhalb der Grenz- werte des Technischen Arbeitskreises Industrieller Metalldeckenhersteller e. V. (TAIM). Die Oberfläche der Deckensegel kann in glatter (schallreflektierend) oder bevorzugt in perforierter Ausführung mit verschiedenen Lochbildern (schallabsorbierend), Farbtönen und auch Glanzgraden geliefert werden. Konstruktion im Überblick: Deckensegel mit doppelseitiger Blechabdeckung aus Aluminium- bzw. Stahlblech, Oberfläche perforiert, pulverbeschichtet Integrierte Hochleistungsdoppelwärmeleitprofile Integrierte Kupferrohrmäander Integriertes Akustikvlies und schallabsorbierende Dämmstoffeinlagen Segellänge: max mm, einteilig; max mm, zweiteilig Segelbreite: max mm, einteilig Segelhöhe: 30 mm Verarbeitung Die VARICOOL Velum Deckensegel werden als montagefertiges Bauteil geliefert und mit speziell konzipierten Trageschienen und Gewindestangen abgehängt. Die Schienen sind im Winkel von 15 abgeschrägt und dadurch von der Seite aus kaum sichtbar. Durch die Schienenmontage sind die Deckensegel für Revisionen leicht abklappbar. Der hydraulische Anschluss an das Versorgungsnetz erfolgt mit flexiblen Verbindungsschläuchen, welche als Zubehör lieferbar sind. Kante 1 30 mm Kante 2 30 mm 60 Kantenvarianten Aufbau eines VARICOOL Velum Deckensegels mit Tragschiene zur Abhängung des Bauteils mittels Gewindestangen (abklappbar und dreidimensional ausrichtbar) 22 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

23 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Freihängende Heiz-/Kühlelemente > VARICOOL Velum Hybrid-Deckensystem Über den direkten Strahlungsaustausch des VARICOOL Velum Deckensegels mit der Betondecke wird deren thermische Speichereigenschaft aktiviert. Während der Nachtzeit kann so ein Kühlvorrat angelegt werden, der zeitversetzt und autoregulativ dem zu kühlenden Raum zur Verfügung steht. Diese Eigenschaft ermöglicht besonders vorteilhaft die Nutzung von naturaler geothermischer Energie oder freier Kühlung während den Nachtstunden. Dadurch kann tagsüber häufig die erforderliche Kältemaschinenleistung reduziert oder zeitweise abgeschaltet werden. Das spart Energie und senkt die Betriebskosten. In Laborversuchen des Fraunhofer-Institutes für Solare Energie systeme ISE konnten Energieeinsparungen bis 30 % nachgewiesen werden. Funktionsprinzip eines Hybrid-Kühldeckensegels mit Nutzung der Speichermasse der Geschoss trenndecke. Natürliche Raumluftströmungen stellen sich durch interne Wärmequellen und an der warmen Fassade ein. Ausführungsbeispiele VARICOOL Velum Randzonenelement, kombinierbar mit verdeckter Lüftung und verdecktem hydraulischem Anschluss. Komplette Versorgung mit Zuluft, Kälte oder Wärme erfolgt über einbetonierte Rohrleitungen. Hydraulischer Anschluss über einbetonierte hydraulische Steckdose System BATISO Connect (einbetonierte Anbindeleitung wärmegedämmt) Kombination mit Betonkerntemperierung System BATISO Belüftung über einbetoniertes Lüftungsrohr System BATISO Air VARICOOL Velum als Zuluftauslass Das VARICOOL Velum Deckensegel kann als quellluftähnlicher Zuluftauslass ausgeführt werden. Als Zuluftanschluss dient dabei ein auf der Segeloberseite oder seitlich angebrachter optionaler Luftanschlusskasten. Die Zuluft strömt, geführt durch die Wärmeleitprofile, durch das Deckensegel und kann durch die gelochte Deckenplatte turbulenzarm nach unten in den Raum austreten. Für eine einwandfreie Funktion und zur Sicherstellung der Lufthygiene muss die Zuluft im zentralen Lüftungsgerät konditioniert und gefiltert werden. Die Reinigbarkeit nach VDI 6022 muss sichergestellt werden. VARICOOL Velum Heiz- und Kühldeckensegel als Zuluftauslass mit oberseitigem Lüftungskasten. ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 23

24 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Freihängende Heiz-/Kühlelemente > VARICOOL Velum Planung und Auslegung Kühl- und Heizleistung Mit den doppelseitigen Wärmeübertragungsflächen erreicht das VARICOOL Velum Deckensegel eine hohe flächenbezogene Kühlund Heizleistung. Durch die im Deckensegel integrierten Hochleistungsdoppelwärmeleitprofile ist die Segeloberseite thermisch aktiv. Der Wärmeaustausch erfolgt über die dem Raum und der Betondecke zugewandten Strahlflächen. Die Kühl- und Heizleistungswerte unter Normbedingungen bzw. realen Einbaubedingungen können aus dem Diagramm entnommen werden. Die Leistung wird in Abhängigkeit der Temperaturdifferenz zwischen der mittleren Wassertemperatur und der Raumtemperatur abgelesen. Heiz-/Kühlleistung des Deckensegelsystems VARICOOL Velum (Stahlblech), geprüft nach DIN EN bzw. DIN EN Im Vergleich zu den in der Norm festgelegten Messbedingungen werden unter realen Einbaubedingungen meistens höhere Leistungen erzielt. Die Gründe liegen in den in der Realität üblichen höheren Temperaturdifferenzen zwischen den Strahlungsflächen und kon vektiven Einflüssen aus asym metrischen Wärmelasten oder Lüftungseinflüssen im Raum. 24 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

25 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Freihängende Heiz-/Kühlelemente > VARICOOL Velum Akustik Das integrierte Akustikvlies und die schallabsorbierende Dämmstofffüllung sorgen für eine besonders effektive Schallabsorption und für eine gute Raumakustik. Durch die in das Deckensegel integrierten schallabsorbierenden Elemente bleibt die Kühlleistung unverändert hoch. Der in nebenstehenden Diagramm dargestellte Schallabsorptionsgrad α s wurde aus der aquivalenten Schallabsorptionsfläche und der Segelfläche rechnerisch ermittelt. Der daraus bewertete Schallabsorptionsgrad α w wurde nach DIN EN ISO ermittelt. Beleuchtung Das Deckensegel ist kombinierbar mit verschiedenen Beleuchtungskonzepten, wie z.b. mit integrierten Spiegelrasterleuchten oder abgependelten Beleuchtungskörpern. Durch eine indirekte Beleuchtung über die reflektierenden Ober flächen der Deckensegel ist eine blendfreie Ausleuchtung des Raumes möglich. Schallabsorptionsgrad S 1,3 1,2 1,1 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 Schallabsorption des Deckensegelsystems VARICOOL Velum mit Akustikvlies und Dämmstoffeinlage, geprüft nach DIN EN ISO Frequenz f [Hz] 4000 Abhanghöhe 200 mm Bewerteter Schallabsorbtionsgrad aw nach DIN EN ISO Abhanghöhe 400 mm w = 0,8 bei 200 mm Abhanghöhe (Schallabsorberklasse B) w = 0,85 bei 400 mm Abhanghöhe (Schallabsorberklasse B) Äquivalente Schallabsorptionsfläche A [m²] ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 25

26 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Freihängende Heiz-/Kühlelemente > VARICOOL Velum Technische Merkmale VARICOOL Velum Standard-Deckenblech Stahlblech Standard-Oberfläche RAL 9010, weitere RAL-Töne und Oberflächen auf Anfrage Standard-Perforation Lochdurchmesser 1,5 mm oder 1,6 mm, diagonale Reihen, freier Querschnitt % Lochdurchmesser 2,5 mm, gerade Reihen, freier Querschnitt 16 % weitere Perforationen auf Anfrage Randausbildung 90 oder 60 Randausbildung umlaufend lochfreier Rand an der Segelunterseite Perforation um die Plattenkante komplett perforiert (nur bei Lochung 1,5 oder 1,6 mm empfohlen) Abmessungen Länge min mm bis max mm Breite min. 600 mm bis max mm Elementhöhe 30 mm Kupferrohrmäander Außendurchmesser d a = 12 mm Flächengewicht Ausführung Aluminiumblech ca. 17 kg/m² (Betriebsgewicht) Ausführung Stahlblech ca. 23 kg/m² (Betriebsgewicht) Kühlleistung nach Bei Δϑ = 8 K 97 W/m² DIN EN Mit asymmetrischer Lastverteilung bei Δϑ = 8 K 112 W/m² (häufiger Anwendungsfall) Heizleistung in Anlehnung an Bei Δϑ = 15 K 156 W/m² DIN EN Mit Lüftungseinfluss bei Δϑ = 15 K 187 W/m² (Luftbewegung von Decke zu Boden) Akustik Bewerteter Schallabsorptionsgrad α W nach EN ISO (Ermittlung α S und α W : Bezugsfläche = Segelfläche) α W = 0,8 bei 200 mm Abhanghöhe (Schallabsorberklasse B) α W = 0,85 bei 400 mm Abhanghöhe (Schallabsorberklasse B) (mit Akustikvlies und schallabsorbierende Dämmstoffeinlagen) Empfohlene Medientemperatur Kühlwassertemperatur: 16 C Heizwassertemperatur: 35 C bis 40 C Betriebsbedingungen Grenztemperatur Heizbetrieb max. +50 C Kondensatbildung ist zu vermeiden Empfohlener Druckabfall Max. 25 kpa je Wasserkreis Abhängung Speziell konzipierte Tragschiene mit Gewindestangenabhängung Abhanghöhe (empfohlen) Mind. 90 mm (Abstand zwischen Rohdecke und Unterseite der Elemente) Aussparungen Für Einbauleuchten oder zur Durchführung von Sprinklerleitungen oder Brandmelder etc. werkseitig 26 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

27 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Freihängende Heiz-/Kühlelemente > VARICOOL Spectra VARICOOL Spectra freihängende Heiz-/ Kühldeckenelemente Systembeschreibung und Einsatzbereiche Ihr Plus VARICOOL Spectra Deckenelemente - leistungsstark und mit verdeckter hydraulischer Anbindung VARICOOL Spectra ist ein wassergestütztes Heiz- und Kühldeckensystem, bei dem das Heiz-/Kühl register wahlweise durch eine innovative Magnetverbindung (VARICOOL Spectra M) oder mit einer Klebeverbindung (VARICOOL Spectra K) sicher mit der Deckenverkleidung verbunden ist. Beide Ausführungen sind auch als Sondervariante VARICOOL Spectra MOD lieferbar, bei der einzelne Deckenelemente mit einem formschönen Rahmen aus Aluminiumprofilen umlaufend eingefasst sind. VARICOOL Spectra arbeitet überwiegend nach dem Strahlungsprinzip, welches hohen thermischen Komfort, Energieeffizenz und ein zugfreies Wohlfühlklima bietet. Durch den modularen Aufbau besteht die Möglichkeit, einzelne Räume nach dem persönlichen Temperaturempfinden unterschiedlich zu temperieren. Abhängig vom Anlagenkonzept kann, z.b. über eine Inseldeckenlösung, in Grossraumbüros eine zonenweise Temperierung realisiert werden. Das schafft die Voraussetzung für individuelle thermische Behaglichkeit der Nutzer mit einem hohen Maß an Zufriedenheit und Leistungsbereitschaft. Zudem ergibt sich eine gute Raumakustik durch ein in die gelochte Deckenplatte eingeklebtes Akustikvlies. Eine indirekte Beleuchtung über die reflektierende Deckenoberfläche ermöglicht eine blendfreie Ausleuchtung des Raumes. Durch die optisch ansprechende Konstruktion und die filigrane Bauweise fügen sich die freischwebenden VARICOOL Spectra Heiz-/Kühldeckenelemente harmonisch in die Umgebung ein und Hohe flächenbezogene Kühlund Heizleistungen Nutzung der Speichermasse der Betondecke Individuelle Raumtemperaturen durch zonenweise Temperierung bei Insellösungen Hohe Nutzerakzeptanz und -zufriedenheit Optimal geeignet für erneuerbare Energiequellen, z.b. geothermische Energie und Wärmepumpen Filigrane und optisch ansprechende Konstruktion der Segel Kombinierbar mit der Betonkerntemperierung BATISO zur Raumregelung, Spitzenlastabdeckung und Schallabsorption Unsichtbare hydraulische Anbindung der Deckenelemente über in die Rohdecke eingelassene Rohrleitungen und der Thermischen Steckdose BATISO Connect setzen hier architektonische Akzente. VARICOOL Spectra zeichnet sich durch vielfältige Anwendungs- und Gestaltungsmöglichkeiten aus. Es wird als Deckensegel oder Deckeninsel vorzugsweise in Büro- und Verwaltungsgebäuden, in Verkaufsstätten sowie in Schulungs- und Konferenzräumen eingesetzt, entweder als Volllastsystem oder als Spitzenlastsystem in Kombination mit der BATISO Betonkernaktivierung. Der Anschluss der Deckensegel/Deckeninseln an die Zuleitungen in der Betondecke kann über die Thermischen Steckdosen BATISO Connect realisiert werden. ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 27

28 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Freihängende Heiz-/Kühlelemente > VARICOOL Spectra Ausführungsvarianten VARICOOL Spectra Elemente sind, abhängig von den erforderlichen Leistungen, der Leistungsverteilung im Raum sowie den innenarchitektonischen Anforderungen, sehr flexibel einsetzbar. Nachfolgend sind einige gängige Ausführungsvarianten beschrieben. Inselausführung In der Inselausführung werden mehrere aneinander gereihte Deckenelemente zu einer großen Deckeninsel kombiniert. Die Decke ist dabei nicht vollständig geschlossen, woraus sich ein modernes und interessantes Deckenbild ergibt. Die thermische Speichermasse der Geschossdecke aus Beton bleibt dadurch erhalten und energetisch nutzbar. Deckensegel Deckensegel sind einzelne im Raum hängende Deckenelemente, die entweder die gesamte Heiz-/Kühlleistung erbringen oder, in Kombination mit der BATISO Betonkerntemperierung, zur Spitzenlastab deckung eingesetzt werden. Darüber hinaus sind Deckensegel dazu geeignet die Raumakustik zu verbessern. Deckensegel bzw. -inseln mit umlaufendem Rahmen (VARICOOL Spectra MOD) Aus einzelnen VARICOOL Spectra Deckenelementen lassen sich auch größere Heiz-/Kühlsegel (VARICOOL Spectra MOD) erstellen. Dabei werden mehrere aneinander gereihte kleinere Deckenelemente zu einem großen Deckensegel mit umlaufendem Aluminium rahmen zusammengefasst. Dadurch entstehen zusammenhängende und auch in der Seitenansicht formschöne Heiz-/Kühlflächen. Randstreifenelemente Oft ist es sinnvoll, Heiz-/Kühldecken elemente direkt an der Fassade zu platzieren, wo die größten Heiz-/ Kühllasten auftreten können. Als Spitzenlastsystem die ideale Ergänzung zu der Betonkerntemperierung BATISO und der thermischen Steckdose BATISO Connect. Randstreifenelemente tragen zudem erheblich zur Verbesserung der Raumakustik bei, indem sie die in dem Ecken gebündelten Schallwellen wirkungsvoll absorbieren. 28 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

29 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Freihängende Heiz-/Kühlelemente > VARICOOL Spectra Konstruktion Oberhalb der sichtbaren Deckenverkleidung befinden sich Heiz-/ Kühlregister, durch die entweder kaltes Wasser (Kühlung) oder warmes Wasser (Heizung) zirkuliert. Die Register bestehen aus hochwertigen, maschinell hergestellten Kupferrohrmäandern, die in Aluminium-Wärmeleitprofile eingepresst sind. Die Verbindung zwischen Register und Deckenverkleidung erfolgt, je nach gewählter Ausführungsvariante, entweder mittels Magnet- oder Klebetechnik. Die einzelnen Heiz-/Kühlregister werden im Anschluss an die Deckenbefestigung an das Verteilungsnetzt angeschlossen und hydraulisch untereinander abgeglichen. Auch können einzelne Register mittels flexiblen Schläuchen miteinander zu Gruppen verbunden werden. Diese Registergruppen werden dann ebenso an das Verteilungsnetz angeschlossen und untereinander hydraulisch abgeglichen. Bei Neubauten besteht auch die Möglichkeit, die Anbindeleitungen der Deckenelemente in die Betondecke zu verlegen. Die Deckenelemente können dabei über eine einbetonierte thermische Steckdose (System BATISO Connect) angeschlossen werden. Durch diese Anschlussvariante sind keine Anbindeleitungen an der Raumdecke sichtbar siehe nachfolgendes Ausführungsbeispiel oder die Produktinformation zur thermischen Steckdose BATISO Connect. VARICOOL Spectra M Bei der Konstruktionsvariante mit Magnettechnik werden die Heiz-/ Kühlregister und die Stahlblech- Deckenverkleidung separat auf die Baustelle geliefert, wo die Baugruppen zusammengefügt werden. Daraus resultiert eine verringerte Fertigstellungszeit der gesamten Decke, da die Komponenten parallel (vor)gefertigt werden. Die U-Tragschienen, die sowohl zur Fixierung der Register als auch zur Stabilisierung dienen, minimieren die Durchbiegung der Deckenplatten und erlauben so sehr große Elementgrößen. Für den Fall, dass zunächst nur eine Teilbelegung erforderlich ist, 2 4 können zusätzliche VARICOOL Spectra M Register auch zu einem späteren Zeitpunkt problemlos nachgerüstet werden Aufbau von VARICOOL Spectra M 1 Stahlblech- Deckenverkleidung 2 Akustikvlies 3 Kupferrohrmäander d a = 10 mm 4 Aluminium- Wärmeleitprofil 5 Magnetband 6 U-Tragschiene VARICOOL Spectra K In der Ausführungsvariante VARICOOL Spectra K werden die Heiz-/Kühlregister in die Deckenverkleidung eingeklebt. Dabei kann die Deckenverkleidung aus Aluminium- oder Stahblech bestehen und, je nach akustischen Anforderungen, auch mit Akustikvlies ausgestattet sein. Mit dieser relativ preiswerten Technik lassen sich Elemente mit empfohlenen Maximalabmessungen von x 800 mm herstellen Aufbau von VARICOOL Spectra K 1 Metallblech- Deckenverkleidung 2 Akustikvlies 3 Kupferrohrmäander d a = 10 mm 4 Aluminium- Wärmeleitprofil 5 Klebefläche ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 29

30 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Freihängende Heiz-/Kühlelemente > VARICOOL Spectra VARICOOL Spectra MOD (Sondervariante) Eine Sondervariante von großen Deckensegeln bzw. -inseln stellt das Deckensystem VARICOOL Spectra MOD in modularer Bauweise dar, in dem wahlweise VARICOOL Spectra M oder VARICOOL Spectra K Heiz-/ Kühlregister eingesetzt werden können. Die einzelnen Deckenelemente sind mit einem formschönen Rahmen aus Aluminiumprofilen umlaufend eingefasst. Dieses System bildet dadurch von der Seite ein optisch nahezu einteiliges Deckenelement. Die Deckenplatten werden einfach bei der Montage einzeln in den Rahmen eingelegt. Durch das geringe Gewicht der Einzelteile und die praktischen Abmessungen lassen sich VARICOOL Spectra MOD Heiz-/Kühldeckensegel bzw. -inseln einfach und flexibel montieren. Die Deckenkonstruktion ist durch die modulare Bauweise auch in extrem großen Abmessungen z.b x mm erhältlich. 30 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

31 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Freihängende Heiz-/Kühlelemente > VARICOOL Spectra Deckenbefestigung Die Art der Deckenabhängung richtet sich nach der jeweils gewählten VARICOOL Spectra Konstruktionsvariante. Abhängung VARICOOL Spectra M Die Befestigung der VARICOOL Spectra M Deckenelemente erfolgt mit speziell dafür vorgesehenen Abhangschienen und Gewindestangen. Die Gewindestangen werden in der Rohdecke ver ankert, und die Abhangschienen sorgen für den sicheren Halt. Dadurch sind die Deckenelemente in der Höhe und in geringem Maße auch in horizontaler Richtung ausrichtbar. Für Revisionsarbeiten können die Deckenelemente einfach über die Abhangschienen abgeklappt werden. Mit Gewindestangen abgehängte Heiz-/Kühlregister mit Magnettechnik. Nachträglich montierte Deckenplatten ergeben die fertige Deckeninsel Abhängung VARICOOL Spectra K Die VARICOOL Spectra K Deckenelemente werden ebenfalls mit Gewindestangen an der Decke befestigt. Spezielle Befestigungsschienen ermöglichen eine vertikale und horizontale Ausrichtung der Segel. Zudem sind die Elemente durch die Befestigungsschienen und die G-Abkantung der Deckenplatten für Revisionsarbeiten abklappbar. Abhängung von Deckenelementen über Befestigungsschienen. Die Elemente sind dadurch abklappbar Abhängung VARICOOL Spectra MOD Die aus VARICOOL Spectra M oder VARICOOL Spectra K Einzelelementen zusammengesetzen Kühlsegel bzw. -inseln werden über den umlaufenden Aluminiumrahmen und eine quer liegende Befestigungsschiene mittels Gewindestangen an der Decke befestigt. Für Revisionsarbeiten können die einzelnen Elemente einfach aus dem Rahmen entnommen und mit Seilen abgehängt werden. Abhängung der Deckenelemente zu einer großen Deckeninsel über den umlaufenden Rahmen und verdeckte Gewindestangen ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 31

32 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Freihängende Heiz-/Kühlelemente > VARICOOL Spectra Metall-Deckenverkleidung Um eine gute Raumakustik in kleinen, aber auch im besonderen Maße in großen Räumen zu schaffen, müssen viele Elemente im Raum schallabsorbierend ausgeführt werden. Daher wird meist die Deckenverkleidung perforiert und mit rückseitigem Akustikvlies ausgeführt. Je nach Deckendesign können verschiedene Perforationsvarianten ausgewählt werden siehe Perforationsbeispiele rechts. Rv 1620 Lochdurchmesser 1,6 mm Freier Querschnitt 20 % Rd 320 Lochdurchmesser 3 mm Freier Querschnitt 20 % Rg 3310 Lochdurchmesser 3,3 mm Freier Querschnitt 10 % Rg 2516 Lochdurchmesser 2,5 mm Freier Querschnitt 16 % 32 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

33 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Freihängende Heiz-/Kühlelemente > VARICOOL Spectra Planung und Auslegung Kühl- und Heizleistung Die Kühl- und Heizleistungswerte unter Normbedingungen bzw. realen Einbaubedingungen können näherungsweise dem Leistungsdiagramm entnommen werden. Die Leistung wird in Abhängigkeit der Temperaturdifferenz zwischen der mittleren Wassertemperatur und der Raumtemperatur abgelesen. Heiz-/Kühlleistung-System VARICOOL Spectra (Ausführung mit Stahlblech) geprüft nach DIN EN bzw. DIN EN ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 33

34 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Freihängende Heiz-/Kühlelemente > VARICOOL Spectra Schallabsorption Insbesondere in Räumen in denen sich mehrere Personen aufhalten wie z.b. in Großraumbüros oder Versammlungsräumen ist eine ausreichende Schallabsorbtion von besonderer Bedeutung. Metall- Akustikplatten aus perforiertem Metallblech und Akustikvlies, wie sie i. d. R. mit VARICOOL Spectra eingesetzt werden, absorbieren sehr effektiv Raumschall. Der Schallabsorptionsgrad α S wurde in den beiden nachfolgenden Diagrammen aus der äquivalenten Schallabsorptionsfläche und der Segelfläche rechnerisch ermittelt. Die Schallabsorptionswerte sind für Perforationen mit freiem Querschnitt FQ = % nahezu identisch (gemessen wurde Rg 2516 mit FQ = 16 %). Schallabsorption System VARICOOL Spectra geprüft nach DIN EN ISO 354 Variable Abhanghöhe AH 400/200/100 mm bei Rohrabstand 100 mm und Belegungsgrad 95% Schallabsorptionsgrad S 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0, Frequenz f [Hz] 1,5 1,0 0, Äquivalente Schallabsorptionsfläche A [m²] AH 400 mm w = 0,80 AH 200 mm w = 0,75 AH 100 mm w = 0,70 Schallabsorptionsgrad S 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 Mit und ohne Mineralwollauflage bei Rohrabstand 80 mm, Abhanghöhe 400 mm und Belegungsgrad 87 % Frequenz f [Hz] 2,5 2,0 1,5 1,0 0, Äquivalente Schallabsorptionsfläche A [m²] Mit 30 mm Mineralwollauflage w = 1,0 Ohne Mineralwollauflage w = 0,6 34 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

35 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Freihängende Heiz-/Kühlelemente > VARICOOL Spectra Lichtreflexion, Beleuchtung VARICOOL Spectra kann problemlos mit Einbau- und Aufbauleuchten, Deckenspots oder Strahlern, sowie abgependelter Beleuchtung kombiniert werden. Durch den sehr guten Reflexionsgrad, bezogen auf kurzwelliges Licht, eignen sich die Deckenplatten bestens auch für indirekte Beleuchtungstechniken. Thermisch inaktive Elemente Aus architektonischen oder raumakustischen Gründen kann es in Einzelfällen erforderlich sein, auch thermisch inaktive Elemente (Blindflächen) einzusetzen. Diese können dann als Akustikdeckensegel mit den Heiz-/Kühldeckensegeln kombiniert werden. Raumlüftung Zur Sicherstellung des für die gewünschte Raumlufthygiene erforderlichen Mindestluftwechsels sind Luftauslässe in die Decke integrierbar. Das Zent-Frenger System QUELLO ist vom Raum aus unsichtbar. Die Zuluft wird dabei über einen Anschlusskasten, den zwischen den Wärmeprofilen liegenden Zuluftschienen und der Deckenperforation zugluftfrei in den Raum eingeblasen. Deckenluftauslass System QUELLO Zent-Frenger System QUELLO Das Deckensystem VARICOOL Spectra M ist mit dem vom Raum aus unsichtbaren Deckenluftauslass QUELLO kombinierbar. (Detaillierte Informationen finden Sie in den QUELLO Produktinformationen) Die Reinigbarkeit nach VDI 6022 muss sichergestellt werden. Ausführungsbeispiel VARICOOL Spectra Randzonenelement kombiniert mit verdeckter Lüftung und verdecktem hydraulischen Anschluss. Komplette Versorgung mit Zuluft, Kälte oder Wärme erfolgt über einbetonierte Rohrleitungen. Hydraulischer Anschluss über einbetonierte hydraulische Steckdose System BATISO Connect (einbetonierte Anbindeleitung wärmegedämmt) Kombination mit Betonkerntemperierung System BATISO Belüftung über einbetoniertes Lüftungsrohr System BATISO Air ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 35

36 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Freihängende Heiz-/Kühlelemente > VARICOOL Spectra Technische Merkmale VARICOOL Spectra M Spectra K Deckenverkleidung Stahlblech Stahl- oder Aluminiumblech Rohrabstand RA = 80 bis 150 mm (in 10 mm Abständen) RA = 80 bis 150 mm (in 10 mm Abständen) Kupferrohrmäander Außendurchmesser d a = 10 mm Außendurchmesser d a = 10 mm Flächengewicht bei Ca. 15 kg/m² Ca. 12 kg/m² RA = 100 mm (Betriebsgewicht mit Unterkonstruktion) Wasserinhalt Ca. 1 l/m² Ca. 1 l/m² Plattenhöhen Ph 30/40 mm 30/40 mm Standard-Oberfläche RAL-Töne RAL-Töne Standard-Perforation Rv 1620 Rundlochdurchmesser 1,6 mm, versetzte Reihen, freier Querschnitt 20 % Rg 2516 Rundlochdurchmesser 2,5 mm, gerade Reihen, freier Querschnitt 16 % Rv 1620 Rundlochdurchmesser 1,6 mm, versetzte Reihen, freier Querschnitt 20 % Rg 2516 Rundlochdurchmesser 2,5 mm, gerade Reihen, freier Querschnitt 16 % Aussparungen Kühlleistung nach DIN EN Heizleistung in Anlehnung an DIN EN Akustik Medientemperatur (empfohlen) Für Einbauleuchten oder zur Durchführung von Sprinklerleitungen oder Brandmeldern etc. werkseitig Für Einbauleuchten oder zur Durchführung von Sprinklerleitungen oder Brandmeldern etc. werkseitig Bei Δϑ = 8 K, RA 80 mm 101 W/m² Bei Δϑ = 8 K, RA 80 mm 101 W/m² Bei Δϑ = 15 K, RA 80 mm 153 W/m² Bewerteter Schallabsorptionsgrad α W nach DIN EN ISO α W = 0,8 (Schallabsorberklasse B) (Rohrabstand RA 100 mm, Abhanghöhe 400 mm, mit voller Plattenbelegung) Kühlwassertemperatur: 16 C Empfohlene Temperaturdifferenz Kaltwasser 2 bis 4 K Heizwassertemperatur: 35 C bis 40 C Betriebsbedingungen Grenztemperatur Heizbetrieb max. +50 C Kondensatbildung ist zu vermeiden Bei Δϑ = 15 K, RA 80 mm 153 W/m² Bewerteter Schallabsorptionsgrad α W nach DIN EN ISO α W = 0,8 (Schallabsorberklasse B) (Rohrabstand RA 100 mm, Abhanghöhe 400 mm, mit voller Plattenbelegung) Kühlwassertemperatur: 16 C Empfohlene Temperaturdifferenz Kaltwasser 2 bis 4 K Heizwassertemperatur: 35 C bis 40 C Grenztemperatur Heizbetrieb max. +50 C Kondensatbildung ist zu vermeiden Druckabfall (empfohlen) Max. 25 kpa je Wasserkreis Max. 25 kpa je Wasserkreis Abhanghöhe (empfohlen) Mind. 90 mm (Abstand zwischen Rohdecke Mind. 90 mm (Abstand zwischen Rohdecke und Unterseite der Elemente) und Unterseite der Elemente) 36 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

37 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Freihängende Heiz-/Kühlelemente > VARICOOL Opti Y VARICOOL Opti Y das Lamellenkühlsystem für maximale Kühlleistungen Systembeschreibung und Einsatzbereiche VARICOOL Opti Y ist ein Hochleistungslamellenkühlsystem in offener Bauweise zur Kühlung von Räumen überwiegend über freie Konvektion und Strahlung. Die mit einer feinen Riffeloberfläche ausgestatteten Lamellenkühlelemente sind als einzeln abgehängte Deckenmodule, als flächige Lamellendecke oder in verdeckter Montage oberhalb von Rasterdecken für Räume aller Art geeignet. Besondere Merkmale sind die hohe flächenbezogene, überwiegend konvektive Kühlleistung und der große freie Deckenquerschnitt. In die Zwischenräume der Lamellen können Sprinkler, Rauchmelder, Luftauslässe, Beleuchtungskörper etc. eingebaut werden. Ebenso ist eine Kombination mit beliebigen Luftführungssystemen möglich. Das modular aufgebaute Deckensystem ist auch zur Deckung des Heizungsbedarfs geeignet. Ihr Plus VARICOOL Opti Y als flächige Hochleistungslamellendecke Porsche AG Hohe, geräuschlose Kühlleistungen ohne Zug erscheinungen Lamellenabstände von 100 mm bis 150 mm ermöglichen die Kombination mit Deckeneinbauten wie Sprinklern, Beleuchtungskörpern, etc. Kombinierbar mit beliebigen Lüftungssystemen Je nach optischen Anforderungen ist eine sichtbare oder eine verdeckte Montage möglich Module optional mit Klapprahmen abklappbar Typische Anwendungsbereiche sind: Flughäfen Fernsehstudios Ausstellungshallen Verkaufsflächen Show-Rooms Produktionsstätten etc. VARICOOL Opti Y als Kühlmodul oberhalb einer luftdurchlässigen Deckenverkleidung ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 37

38 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Freihängende Heiz-/Kühlelemente > VARICOOL Opti Y Konstruktion Wärmeleitprofil Rohrabstand variabel U Tragschiene Unterkonstruktion Aufbau der VARICOOL Opti Y Hochleistungskühlelemente Kupferrohrmäander Die VARICOOL Opti Y Hochleistungskühlelemente bestehen aus stranggepressten Aluminiumprofilen (Lamellen) mit integrierter Rohrführung. Mehrere parallel angeordnete Lamellen werden werkseitig mit einem Kupferrohrmäander ausgestattet und miteinander verbunden. Über Langlöcher in der U-Tragschiene können die Elemente einfach mit Gewindestangen abgehängt werden. Die Elemente können über eine geeignete Unterkonstruktion genau positioniert werden. Die an die Decke montierten Elemente können über flexible und sauerstoffdiffusionsdichte Anschlussschläuche mit Steckverbindungen untereinander und mit dem Versorgungsnetz verbunden werden. Mit Drahtseilen abgehängtes VARICOOL Opti Y Hochleistungskühlelement Mehrere parallel angeordnete Lamellen mit stirnseitigen Abschlussblechen bilden ein Deckenmodul, das mit verstellbaren Abhängern an der Decke befestigt werden kann. Diese Module werden z.b. oberhalb von luftdurchlässigen Decken verwendet. Optional können die Heiz-/ Kühlmodule auch mit schräg montierten Wärmeleitlamellen (45 -Winkel) ausgeführt werden. VARICOOL Opti Y als Heiz-/Kühlmodul z.b. oberhalb einer luftdurchlässigen Deckenverkleidung oder frei hängend im Raum 38 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

39 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Freihängende Heiz-/Kühlelemente > VARICOOL Opti Y Planung und Auslegung Leistungen Die Kühl- und Heizleistungen der VARICOOL Opti Y Hochleistungselemente werden entweder längenbezogen oder flächenbezogen mit vorgegebenem Rohrabstand angegeben. Beide Werte sind aus den nachfolgenden Diagrammen ablesbar. Kühlleistung/Heizleistung System VARICOOL Opti Y Rohrabstände 100 mm/150 mm Leistungsbezug: Anzahl Profile x Rohrabstand x Profillänge [m] Kühlleistung/Heizleistung System VARICOOL Opti Y Leistungsbezug: lfm Profillänge [m] ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 39

40 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Freihängende Heiz-/Kühlelemente > VARICOOL Opti Y Technische Merkmale Flächige Decke Module Länge Grenzenlos durch Aneinanderreihung bis mm von einzelnen Elementen (Elementlänge bis mm) Breite 4 bis 10 Rohrreihen 400 mm bis mm Heiz-/Kühllamellen Aluminiumstrangpressprofile, Höhe 145 mm, Breite 30 mm Kupferrohrmäander Außendurchmesser d a = 12 mm Rohrabstand 110/120/150 mm RA = 150 mm, 100 mm Oberfläche Profile RAL-Farbtöne oder Eloxal Oberfläche der Stahl verzinkt, optional nasslackiert, tiefschwarz (ähnlich RAL 9005) Tragekonstruktion Montagerahmen zum Optional Abklappen Bauhöhe 170 mm 180 mm Freier Durchströmungsquerschnitt des Elements 70 % bis 80 % bei RA 100 mm bis 150 mm Hydraulischer Anschluss Flexible sauerstoffdiffusionsdichte Schläuche mit Steckverbindung oder Lötende; optional Gewindemuffe Abhanghöhe (empfohlen) Mind. 330 mm (Abstand zwischen Rohdecke und Unterseite der Elemente) 40 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

41 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Freihängende Heiz-/Kühlelemente > VARICOOL Softline 4 VARICOOL Softline 4 höchste Heiz-/Kühlleistungen durch Kombination von Strahlung und Konvektion Systembeschreibung und Einsatzbereiche Die Heiz-/Kühldecke VARICOOL Softline 4 ist eine optisch sehr ansprechende Aluminiumpaneeldecke, die mit Normleistungen von 146 W/m² im Kühlfall und 142 W/m² im Heizfall für die Kompensation hoher thermischer Lasten konzipiert ist. Die für Kühldecken außerordentlich hohe Leistung beruht einerseits auf den guten Wärmeleiteigenschaften der Aluminiumprofile, die für eine niedrige Temperatur der Deckenunterseite und damit einen hohen Strahlungswärme austausch sorgen. Andererseits begünstigt der relativ hohe Fugenanteil die natürliche Raumluftumströmung der Profile, wodurch die konvektive Kühlwirkung verstärkt wird. VARICOOL Softline 4 eignet sich als gestalterisches Element für den Innenausbau, wodurch auf eine separate Deckenverkleidung verzichtet werden kann. Die sichtbaren Profile können pulverbeschichtet oder für höchste Ansprüche eloxiert werden. Dabei sind die Farben frei nach den RAL-Farbtönen wählbar. Eine blendfreie Beleuchtung des Raumes ist über die hohe Lichtreflexion der Profile, besonders bei der Wahl metallischer Eloxalfarben, möglich. Ihr Plus Architektonisch anspruchsvolles Deckenbild Kombinierbar mit Betonkerntemperierung Sehr hohe Kühl- und Heizleistungen Kombinierbar mit unterschiedlichen Beleuchtungs- und Lüftungskonzepten Akustisch vorteilhaft durch gewölbte Profilkonstruktion und Fugen zwischen den Profilen Wahlweise eloxierte oder lackierte Profiloberfläche für höchste ästhetische Ansprüche VARICOOL Softline 4 Heiz-/Kühldecke in Paneelbauweise mit Deckeneinbauten und abgependelten Leuchten ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 41

42 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Freihängende Heiz-/Kühlelemente > VARICOOL Softline 4 Konstruktion Die VARICOOL Softline 4 Heiz-/ Kühldecke besteht aus 83 mm breiten Aluminiumstrangpressprofilen, in deren Oberseite Kupferrohrmäander eingepresst sind. Durch die Kupferrohre strömt als Wärmeträgermedium kaltes Wasser zur Raumkühlung bzw. warmes Wasser zur Raumheizung. Die Profile in Längen bis zu 4 m werden werkseitig mittels einer speziellen Tragschiene zu kompletten Wärmetauscherregistern bis 1,20 m Breite verbunden. Diese Register lassen sich mit Hilfe besonderer Edelstahlclips von einer Standard-Deckenunterkonstruktion abhängen. Als Fugenbreite zwischen den einzelnen Profilen sowie zwischen den nebeneinander angeordneten abgehängten Registern kann ein Maß von 7, 17 oder 27 mm gewählt werden Wärmeleitprofil 2 2 Kupferrohrmäander 3 U-Tragschiene 4 Unterkonstruktion VARICOOL Softline 4 Heiz-/Kühlelement mit Unterkonstruktion zur Abhängung 5 Flexible Schläuche 42 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

43 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Freihängende Heiz-/Kühlelemente > VARICOOL Softline 4 Planung und Auslegung Die VARICOOL Softline 4 Heiz-/ Kühldecke kann sowohl zum Kühlen als auch zum Heizen eingesetzt werden. Die Heiz- und Kühlleistung des Systems setzt sich aus der Wärmestrahlung und der Luftbewegung (Konvektion) zu etwa gleichen Teilen zusammen. Die Kühl- und Heizleistungen des VARICOOL Softline 4 Deckensystems können aus dem Diagramm abgelesen werden. Die Werte beziehen sich auf Register mit 100 mm Rohrabstand und 17 mm Fugenbreite. Kühl- und Heizleistung System VARICOOL Softline 4 Rohrabstand RA = 100 mm ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 43

44 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Freihängende Heiz-/Kühlelemente > VARICOOL Softline 4 Technische Merkmale Länge Breite Heiz-/Kühllamellen Kupferrohrmäander Rohrabstand RA Oberfläche Profile Oberfläche der Tragekonstruktion Bauhöhe Hydraulischer Anschluss Montageabstand Beliebig durch Aneinanderreihung von einzelnen Elementen (Elementlänge bis mm) Beliebig durch Aneinanderreihung von einzelnen Elementen (Elementbreite bis mm) Aluminiumstrangpressprofile, Höhe 50 mm, Breite 83 mm Außendurchmesser d a = 12 mm RA = 90 bis 110 mm, in 10 mm Schritten RAL-Farbtöne oder Eloxal Stahl verzinkt, optional nasslackiert tiefschwarz (ähnlich RAL 9005) 77 mm Flexible sauerstoffdiffusionsdichte Schläuche mit Steckverbindung oder Lötende; optional Gewindemuffe Mind. 100 mm Abstand zwischen Rohdecke und Element 44 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

45 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Abgehängte, fugenlose GK-Heiz-/Kühldecken > VARICOOL Uni VARICOOL Uni das fugenlose Gipskarton Heiz-/Kühldeckensystem Systembeschreibung und Einsatzbereiche Ihr Plus Das Gipskarton-Heiz-/Kühldeckensystem VARICOOL Uni formschön an die Architektur und die Lichtdecke angepasst VARICOOL Uni ist ein wassergestütztes Heiz-/Kühldeckensystem, das überwiegend nach dem Strahlungsprinzip arbeitet und sich durch vielfältige Anwendungs- und Gestaltungsmöglichkeiten auszeichnet. Mit dieser Bauform können für besondere architektonische Ansprüche fugen- und richtungslose Deckenoberflächen geschaffen werden. Die Bauweise passt sich mit gleichbleibender Funktionalität den Wünschen nach flexibler Raumgestaltung und schwierigen Raum- geometrien an. Das Heiz-/Kühldeckensystem VARICOOL Uni ermöglicht ein angenehmes Raumklima, sowie eine gute Raumakustik. Beleuchtungselemente und weitere Bauteile, wie Lautsprecher, Sprinkler etc., können in die Decke integriert werden. Wegen des besonderen Konstruktionsprinzips entfallen im Bereich aktiver Kühlflächen die Befestigungsprofile für die Deckenverkleidung. Damit steht im Vergleich zu anderen Gipskühldeckensystemen eine Fugen- und richtungslose Deckenoberflächen für besondere architektonische Ansprüche Hohe Heiz- und Kühlleistungen durch die vollflächige Aktivierung der Deckenflächen Hohe Schallabsorptionsgrade durch den Verzicht auf thermisch inaktive Konstruktionselemente Gefahrloses nachträgliches Befestigen von Deckenaufbauteilen durch geschützte Rohrführung in den Wärmeleitprofilen Optimal geeignet für erneuerbare Energiequellen, z.b. geothermische Energie und Wärmepumpen Für nutzerabhängige Energieverbrauchsmessung geeignet Keine Zuglufterscheinungen und keine Geräuschbelästigung Integration von Leuchten, Luftauslässen, Brandmeldeeinrichtungen, Sprinkler, Lautsprechern etc. möglich größere aktivierbare Deckenfläche und raumflächenbezogene Kühl- und Heizleistung zur Verfügung. ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 45

46 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Abgehängte, fugenlose GK-Heiz-/Kühldecken > VARICOOL Uni Konstruktion Aufbau der Heiz-/Kühlregister Die werkseitig montierten Heiz-/ Kühlregister bestehen aus hochwertigen, maschinell hergestellten Kupferrohrmäandern, die in Aluminium- Wärmeleitprofile eingepresst und mit Stabilisatorschienen fixiert sind. Heiz-/Kühldeckensystem VARICOOL Uni mit gelochter Gipskarton-Thermoplatte und schwarz aufgebrachtem Akustikvlies Systeme im Vergleich System VARICOOL Uni Durch die spezielle Konstruktion der Heiz-/Kühlregister des Systems VARICOOL Uni ist eine hohe spezifische Heiz- und Kühlleistung (bezogen auf die gesamte Deckenfläche) erreichbar, da eine vollflächige Aktivierung der Deckenfläche (Einbauten ausgenommen) möglich ist. System VARICOOL Uni Nennkühlleistung nach DIN EN bei 8 K Untertemperatur = 58 W/m² (RA 90 mm) Theoretisch aktivierbare Deckenfläche = 100 % Kühlleistung bei 8 K Untertemperatur = 58 W/m² Standard System anderer Hersteller mit zusätzlichen CD-Profilen Bei Standard-Systemen werden zusätzliche inaktive CD-Profile zur Befestigung der Deckenplatte verbaut. Diese zusätzlichen CD-Profile führen zu einer Minderung der aktivierbaren Deckenfläche und der Leistung. Standard-System mit zusätzlichen CD-Profilen Nennkühlleistung nach DIN EN bei 8 K Untertemperatur = 58 W/m² (RA 90 mm) Theoretisch aktivierbare Deckenfläche = 80 % Kühlleistung bei 8 K Untertemperatur = 46 W/m² 46 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

47 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Abgehängte, fugenlose GK-Heiz-/Kühldecken > VARICOOL Uni Deckenverkleidung mit Gipskarton-Thermoplatten Die Gipskarton-Thermoplatten wurden speziell für die Anwendung für Decken- oder Wand-Heiz-/ Kühlsysteme entwickelt. Ihre besondere Materialbeschaffenheit gewährleistet eine optimale Wärmeübertragung. Wegen der optimalen Wärmeleitfähigkeit werden gute flächenbezogene Leistungswerte erreicht. Die Platten sind nicht brennbar und gehören der Baustoffklasse A2 an. Sie können mit den herkömmlichen Trockenbauwerkzeugen effizient verarbeitet werden. Neben den beschriebenen Gipskarton-Thermoplatten stehen weitere Deckenverkleidungsvarianten für die individuelle Beplankung der Heiz-/Kühlregister zur Auswahl. Oberflächenbehandlung Zur Veredelung der sichtbaren Oberfläche stehen verschiedene Möglichkeiten zur Auswahl: Spachtelung der Fugen und Abschlüsse nach differenzierten Qualitätsstufen, Farbanstrich mit deckender Dispersionsfarbe. Bei akustisch wirksamen Oberflächen mit verdeckter Lochung sind offen- porige Spezialfarben und ein zusätzlicher Schutz gegen Luftdurchströmung erforderlich. Die Verwendung von Akustikputzen führt zu einer Leistungsminderung der Kühldecke. Vor dem Aufbringen eines Anstrichs oder einer Beschichtung werden die Platten grundiert. Wir empfehlen folgende Beschichtungen: Anstriche Wasch- und scheuerbeständige Kunststoff-Dispersionsfarben Ölfarben Mattlackfarben Alkydharzfarben Polymerisatharzfarben Polyurethanlackfarben (PUR) Tapeten Papier-, Textil- und Kunststofftapete Putze Mineralischer Akustikputz für eine gute Raumakustik System VARICOOL Uni finery (Trägervlies kaschiert auf gelochter Deckenverkleidung Lochung ist somit nicht sichtbar) Oberflächengüten Die fachgerechte Oberflächenbearbeitung ist nach DIN geregelt und umfasst folgende Stufen: Qualitätsstufe 1 (Q1) für Oberflächen, an die keine besonderen Anforderungen gestellt werden, ist eine Grundverspachtelung (Q1) ausreichend. Diese beinhaltet das Füllen der Stoßfugen sowie das Verdecken der Befestigungsteile Qualitätsstufe 2 (Q2) entspricht der Standardgüte und genügt den üblichen Anforderungen an Wand und Deckenflächen für mittel bis grob strukturierte Wandbekleidungen oder matt füllende Anstriche und Oberputze Qualitätsstufe 3 (Q3) erhöhte Anforderungen an die gespachtelte Oberfläche Qualitätsstufe 4 (Q4) höchste Anforderungen an die gespachtelte Oberfläche Darüberhinaus sind die herstellerspezifischen Anforderungen zu beachten. ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 47

48 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Abgehängte, fugenlose GK-Heiz-/Kühldecken > VARICOOL Uni Lochung Die Deckenverkleidungen sind mit unterschiedlicher Lochung, wie Streulochung, regelmäßiger, versetzter oder quadratischer Lochung, lieferbar. Auch anspruchsvolle individuelle Lochbilder oder Muster sind auf Anfrage möglich. Perforierte Deckenverkleidungen werden standardmäßig mit Akustikvlies ausgestattet. Ist eine verdeckte Lochung gewünscht, dann kommt das System VARICOOL Uni finery zur Anwendung. Die gelochte Deckenverkleidung erhält dabei in Kombi- nation mit einem speziellen Trägervlies eine finale Akustikfarbbeschichtung. Gegen Lochbildabzeichnung wird eine zusätzliche Strömungssperre installiert. Schallabsorbierende Heiz-/Kühldecken mit Gipskartonverkleidung: Deckenverkleidung mit sichtbarer Lochung Deckenverkleidung mit verdeckter Lochung durch Akustikfarbbeschichtung Das gewählte Lochbild beeinflusst das Schallabsorptionsverhalten der Deckenverkleidung. Für einen Lochanteil zwischen 10 % und 20 % werden in der Regel die höchsten Schallabsorptionsgrade erzielt. Bei Abhanghöhen unter 120 mm (Sonderfall) verschieben sich die Schallabsorptionswerte in den Hochfrequenzbereich. Größere Abhängehöhen hingegen führen zu einer Erhöhung des Schallabsorptionsgrades im Tieffrequenzbereich. Ab 500 mm Lufthohlraum verändern sich die Werte nur noch sehr geringfügig. Beispiele von Lochbildern (nicht maßstäblich) Regelmäßig gelocht links 6/18 rechts 8/18 links 12/25 rechts 15/30 Versetzt gelocht links 8-12/50 rechts 12-20/66 Streulochung links rechts Regelmäßig quadratisch gelocht links 8/18Q rechts 12/25Q 48 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

49 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Abgehängte, fugenlose GK-Heiz-/Kühldecken > VARICOOL Uni Ausführungsbeispiele VARICOOL Uni Heiz-/Kühldecken VARICOOL Uni Heiz-/Kühldeckensystem in einem Museumsgebäude Heiz-/Kühldecke in Kombination mit einer separat gekühlten Lichtdecke Heiz-/Kühldecke vor der Beplankung mit Thermoplatten Fertiggestellte Heiz-/Kühldecke in leicht gebogener Ausführung (Sonderkonstruktion) Besondere Beschichtungen für außergewöhnliche Innenarchitektur ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 49

50 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Abgehängte, fugenlose GK-Heiz-/Kühldecken > VARICOOL Uni Planung und Auslegung Kühl- und Heizleistung Der Wärmeübergang an geschlossenen, ebenen Heiz-/Kühldecken unter den Prüfbedingungen nach DIN EN (geschlossener Prüfraum, gleichmäßig verteilte Wärmequellen, adiabate Begrenzungsflächen) ist weitgehend durch Strahlungswärmeaustausch mit den Umschließungsflächen und den Wärmequellen gekennzeichnet sowie Konvektion an der Kühldeckenunterseite. Die in der Norm festgelegten Prüfbedingungen stellen den ungünstigsten Betrachtungsfall dar. Unter praktischen Betriebsbedingungen stellen sich meistens höhere flächenbezogene Kühlleistungen als unter Normbedingungen ein. Die Kühl- und Heizleistungswerte unter Normbedingungen bzw. realen Einbaubedingungen können näherungsweise dem Leistungsdiagramm entnommen werden. Die Leistung wird in Abhängigkeit der Flächenbezogene Leistung [W/m²] Bei Vergrößerung des Rohrabstandes um 10 mm verringert sich die Kühlleistung um ca. 7 %. Leistungswerte beim System VARICOOL UNI finery (Akustikputz) sind im Kühlfall ca. 10 % und im Heizfall ca. 7 % geringer. Nennkühlleistung RA 90 Nennheizleistung RA 90 Nennkühlleistung RA 110 Nennheizleistung RA 110 Nennkühlleistung RA 130 Nennheizleistung RA 130 Bereiche der Leistungssteigerung unter realen Einbaubedingungen: Temperaturdifferenz zwischen der mittleren Wassertemperatur und der Raumtemperatur abgelesen. Heiz-/Kühlleistung System VARICOOL Uni, geprüft nach DIN EN bzw. DIN EN Temperaturdifferenz [K] (mittlere Wassertemperatur zur Raumtemperatur) Bereich der Leistungssteigerung bis 22 % (warme Fassade und Randfuge) Bereich der Leistungssteigerung bis 20 % (Lüftungseinfluss, Luftbewegung von Decke zu Boden) Schallabsorptionsgrad S 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 Schallabsorptionssystem VARICOOL Uni und Uni finery, geprüft nach DIN EN ISO Frequenz [Hz] VARICOOL Uni, mit sichtbarer Lochung w = 0,65 (Schallabsorberklasse C) VARICOOL Uni finery, mit verdeckter Lochung w = 0,4 (Schallabsorberklasse D) Rohrabstand 110 mm, Abhanghöhe 300 mm, ohne Mineralwollauflage, Belegungsgrad = 100 %, bewerteter Schallabsorptionsgrad w nach DIN EN ISO Schallabsorption Bei akustischen Anforderungen an das System werden gelochte Gipskarton-Deckenplatten mit einem Akustikvlies verwendet. Die Schallabsorptionswerte der Systeme mit sichtbar gelochter Deckenverkleidung (VARICOOL Uni) und verdeckt gelochter Deckenverkleidung (VARICOOL Uni finery) sind im Diagramm als Schallabsorptionsgrad α S angegeben. Der daraus bewertete Schallabsorptionsgrad α W wurde nach DIN EN ISO ermittelt. Eine geeignete Mineralwollauflage (ca. 30 mm, 44 kg/m³) und ein verringerter Belegungsgrad durch Einbauten (Lampen etc.) verbessern den bewerteten Schallabsorptionsgrad α W um jeweils 0, ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

51 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Abgehängte, fugenlose GK-Heiz-/Kühldecken > VARICOOL Uni Raumlüftung Zur Sicherstellung des für die gewünschte Raumlufthygiene erforderlichen Mindestluftwechsels sind Luftauslässe in die Decke integrierbar. Das Zent-Frenger System QUELLO ist vom Raum aus unsichtbar. Die Zuluft wird dabei über einen Anschlusskasten, den zwischen den Wärmeprofilen liegenden Zuluftschienen und der Deckenperforation zugluftfrei in den Raum eingeblasen. Deckenluftauslass System QUELLO Zent-Frenger System QUELLO Das Deckensystem VARICOOL Uni ist mit dem vom Raum aus unsichtbaren Deckenluftauslass QUELLO kombinierbar. (Detaillierte Informationen finden Sie in den QUELLO Produktinformationen) Die Reinigbarkeit nach VDI 6022 muss sichergestellt werden. Montage Die Heiz-/Kühldeckenmontage erfolgt in der Schrittfolge: Unterkonstruktion Registermontage Hydraulischer Anschluss Füllen und Entlüften Druckprüfung Anschrauben der Deckenverkleidung Verspachteln der Fugen und Schraubeneinzüge mit Endbehandlung der Oberfläche Für Lampen oder Luftauslässe müssen die Öffnungen in den Deckenflächen durch Anpassungen der Unterkonstruktion vorbereitet werden. Für zusätzliche Einbaulasten ist eine Verstärkungskonstruktion vorzusehen. Montage der Unterkonstruktion und Heiz-/Kühlregister Die Unterkonstruktion besteht aus parallel angeordneten C-Deckenstahlprofilen (CD-Profilen), die an Noniushängern drucksteif von der Rohdecke abgehängt werden. Der Profilabstand beträgt ca. 800 mm 1000 mm. Am Grobrost werden entsprechend der erforderlichen thermisch aktiven Deckenfläche die Heiz-/ Kühlregister mittels Schnellverbinder befestigt. Inaktive Bereiche werden wie gewohnt mit Standard-CD-Profilen im Abstand von ca. 30 cm (Feinrost) verbaut. Die Konstruktion bildet eine niveaugleiche Ebene zum Anschrauben der Deckenverkleidung aus thermisch verbesserten Gipskartonplatten (Thermoplatten). Thermisch aktive und inaktive Deckenflächen können beliebig kombiniert werden. Querschnitt durch die Decke, Deckenverkleidung aus thermisch optimierten Gipskartonplatten Deckenverkleidung 2 CD-Profil für inaktiven Deckenbereich 3 CD-Profil als Grobrost 4 U-Tragschiene als Mäanderträger 5 Kupferrohrmäander d a = 10 mm 6 Wärmeleitprofil ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 51

52 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Abgehängte, fugenlose GK-Heiz-/Kühldecken > VARICOOL Uni Montage der Deckenverkleidung Die Befestigung der Deckenverkleidung erfolgt mit Spezial-Schnellbauschrauben direkt am Wärmeleitprofil. Die besondere Positionierung des Rohres verhindert dessen Beschädigung bei der Montage der Deckenverkleidung. Durch die direkte Befestigung der Deckenverkleidung am Kühlregister ergibt sich eine optimale wärmeleitende Verbindung. Wichtig Vor der Montage der Deckenverkleidung muss das System gefüllt, entlüftet und abgedrückt werden. VARICOOL Uni im Längsschnitt 3 1 Kupferrohrmäander 2 U-Tragschiene 3 Noniusabhänger 4 CD-Profil als Grobrost 5 Wärmeleitprofil mit Kupferrohr 6 Deckenverkleidung VARICOOL Uni im Querschnitt 4 1 CD-Profil als Grobrost 2 3 Wärmeleitprofil mit Kupferrohr Spezielle Kreuzverbinder zur Montage der Register an den CD-Profilen 4 Noniusabhänger 5 U-Tragschiene 6 Deckenverkleidung VARICOOL Uni Deckenfeld, Ansicht von oben 52 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

53 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Abgehängte, fugenlose GK-Heiz-/Kühldecken > VARICOOL Uni Wandanschluss und Dehnfugen Wandanschlüsse Ein aufgelegter Wandanschluss kann in zwei Varianten, einem einfachen Wandwinkel oder durch einen Stufenwinkel, ausgeführt werden (s. Detail 1) Bei einer optisch geschlossenen Deckenfläche wird ein gleitender Wandanschluss durch Bildung einer Haarfuge hergestellt (s. Detail 2, 3) Mit Hilfe eines einfachen Wandwinkels lässt sich eine hinter lüftete Schattenfuge/Abluftfuge (s. Detail 4) bzw. eine geschlossene Schattenfuge ausbilden (s. Detail 5) Bei Deckeninseln ist eine aufgestellte Randabkantung möglich. Diese wird durch eine verleimte V-Nut hergestellt (s. Detail 6) Dehnfugen bei Heizdecken Dehnfugen sind er forderlich bei Flächen 50 m² oder Seitenlängen > ca. 7,5 m. Dehnfugen bei Kühldecken Dehnfugen sind erforderlich bei Flächen 100 m² oder Seitenlängen > ca. 15 m. Hinweis Wandanschlüsse und Dehnfugen müssen gemäß Vorgaben des Deckenverkleidungherstellers ausgeführt werden. Kleinere Flächen können zusammenhängend und ohne Dehnfuge hergestellt werden. Detail 1: Integrierte Jalousieschiene, Wandanschluss mit Schattenfuge Einfacher Stufenwinkel Jalousieschiene Detail 2: Plattenversatz, wandbündig Spachtel- und Trennstreifen ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 53

54 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Abgehängte, fugenlose GK-Heiz-/Kühldecken > VARICOOL Uni Kreuzverbinder zum Verbinden von CD-Profilen Wandwinkel Kupferrohrmäander Spachtel- und Trennstreifen CD-Profil Spezielle Kreuzschnellverbinder zur Montage der Register an den CD-Profilen Wärmeleitprofil Plattenstoß Detail 3: Ausführung Wandkoffer, wandbündig Detail 4: Hinterlüftete Schattenfuge Wandwinkel aufgesetzt Inaktiver Bereich Aktiver Bereich Verleimte V-Nut CD-Profil Detail 5: Übergang von aktiver/inaktiver Bereich mit geschlossener Schattenfuge Detail 6: Deckeninsel mit umlaufend aufgestelltem Rand 54 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

55 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Abgehängte, fugenlose GK-Heiz-/Kühldecken > VARICOOL Uni Technische Merkmale VARICOOL Uni Deckenverkleidung Deckenausführung Oberflächen Standard-Rohrabstand Kupferrohrmäander Flächengewicht Wasserinhalt Konstruktionshöhe Kühlleistung nach DIN EN Gipskarton-Thermoplatten (Standardplattendicke s = 10 mm), weitere Deckenverkleidungen auf Anfrage Ungelocht, sichtbare oder verdeckte Lochung Anstriche, Tapeten oder Putze RA = 90 bis 150 mm (in 10 mm Abständen) Außendurchmesser d a = 10 mm Ca. 20 kg/m² (Betriebsgewicht) Ca. 1 l/m² 54 mm (ohne Plattenstärke) Bei Δϑ = 8 K, RA = 90 mm 68 W/m² Mit asymmetrischer Lastverteilung und 30 mm Randfuge Bei Δϑ = 8 K, RA = 90 mm 83 W/m² (häufiger Anwendungsfall) Heizleistung in Anlehnung an DIN EN Nach EN Bei Δϑ = 15 K, RA = 90 mm 111 W/m² Mit Lüftungseinfluss bei Δϑ = 15 K, RA = 90 mm 133 W/m² (Luftbewegung von Decke zu Boden) Akustik Bewerteter Schallabsorptionsgrad α W nach DIN EN ISO α W = 0,65 mit sichtbarer Lochung (Schallabsorberklasse C) α W = 0,4 mit verdeckter Lochung (Akustikputz) (Schallabsorberklasse D) Schalldämmung (Längsschall) Empfohlene Medientemperatur In Anlehnung an DIN 4109 einfacher Durchgang, ungelochte Decke und geschlossener Wandanschluss 37 db Kühlwassertemperatur: 16 C Heizwassertemperatur: 35 bis max. 45 C Betriebsbedingungen Grenztemperatur Heizbetrieb max. +50 C Kondensatbildung ist zu vermeiden Empfohlener Druckabfall Max. 25 kpa je Wasserkreis Abhanghöhe (empfohlen) Mind. 120 mm (Abstand zwischen Rohdecke und Unterseite der Decke) ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 55

56 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Abgehängte Metall-Heiz-/Kühldecken mit oder ohne Fugen > VARICOOL Spectra VARICOOL Spectra für geschlossene Metallblechdecken Systembeschreibung/Einsatzbereiche VARICOOL Spectra Heiz-/Kühldeckensystem als geschlossene Metalldecke VARICOOL Spectra ist ein wassergestütztes Heiz- und Kühldeckensystem, bei dem das Heiz-/ Kühlregister wahlweise durch eine innovative Magnetverbindung (VARICOOL Spectra M) oder mit einer Klebeverbindung (VARICOOL Spectra K) sicher mit der Deckenverkleidung verbunden ist. Das System arbeitet überwiegend nach dem Strahlungsprinzip, welches hohen Raumkomfort, optimale Energie effizienz und ein zugfreies Wohlfühlklima bietet. Zudem ergibt sich eine gute Raumakustik durch ein speziell entwickeltes Akustikvlies, das in die gelochte Decken verkleidung eingeklebt ist. Mit einer indirekten Beleuchtung über die reflektierende Deckenoberfläche ist eine blendfreie Ausleuchtung des Raumes möglich. Das Deckensystem zeichnet sich durch vielfältige Anwendungs- und Gestaltungsmöglichkeiten aus. Es wird vorzugsweise in Büro- und Verwaltungsgebäuden, in Verkaufsstätten, in Schulungs- und Konferenzräumen sowie in Behandlungszimmern von Krankenhäusern eingesetzt. Ihr Plus Architektonisch ansprechende Deckenoberflächen Hohe Heiz- und Kühlleistungen durch hervorragende Wärmeübertragung zwischen Profilsystem und Deckenverkleidung Kombination von thermisch aktiven und passiven Deckenbereichen möglich Hohe Schallabsorptionsgrade durch perforierte Metall- Deckenplatten mit Akustikvlies Optimal geeignet für erneuerbare Energiequellen, z.b. geothermische Energie und Wärmepumpen Kombination mit Leuchten unterschiedlicher Bauform sowie sonstigen Deckeneinund Aufbauten wie z.b. Sprinklern sind problemlos möglich Bestehende Metalldecken sind durch das Magnetsystem VARICOOL Spectra M nachrüstbar 56 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

57 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Abgehängte Metall-Heiz-/Kühldecken mit oder ohne Fugen > VARICOOL Spectra Konstruktion Oberhalb der sichtbaren Deckenverkleidung befinden sich Heiz-/ Kühlregister, durch die entweder kaltes Wasser (Kühlung) oder warmes Wasser (Heizung) zirkuliert. Die Register bestehen aus hochwertigen, maschinell hergestellten Kupferrohrmäandern, die in Aluminium-Wärmeleitprofile eingepresst sind. Die Verbindung zwischen den Registern und der Deckenverkleidung erfolgt, je nach gewählter Ausführungsvariante, entweder mittels Magnet- oder Klebetechnik. Die einzelnen Heiz-/Kühlregister werden im Anschluss an die Deckenbefestigung hydraulisch miteinander zu Gruppen verbunden. Dabei kommen flexible Schläuche zum Einsatz. Diese Registergruppen werden wiederum an das Verteilungsnetz angeschlossen und untereinander hydraulisch abgeglichen. VARICOOL Spectra M Bei der Konstruktionsvariante mit Magnettechnik werden die Heiz-/ Kühlregister und die Stahlblech- Deckenverkleidung separat gefertigt und erst auf der Baustelle zusammen gefügt. Das ermöglicht eine verringerte Fertigstellungszeit der gesamten Decke, da Register und Deckenverkleidung zeitlich parallel (vor)gefertigt bzw. montiert werden können. Die U-Tragschienen, die sowohl zur Fixierung der Register als auch zur Stabilisierung dienen, minimieren die Durchbiegung der Deckenplatten und erlauben so sehr große Elementgrößen. Für den Fall, dass zunächst nur eine Teilbelegung 2 erforderlich ist, können zusätzliche VARICOOL Spectra M Register auch zu einem späteren Zeitpunkt problemlos nachgerüstet werden Aufbau von VARICOOL Spectra M 1 Stahlblech- Deckenverkleidung 2 Akustikvlies 3 Kupferrohrmäander d a = 10 mm 4 Aluminium- Wärmeleitprofil 5 Magnetband 6 U-Tragschiene VARICOOL Spectra K Bei der preisgünstigen Klebevariante werden die Heiz-/Kühlregister in die Aluminium- oder Stahlblech- Deckenverkleidung eingeklebt. Je nach akustischen Anforderungen kann die Deckenverkleidung mit einem Akustikvlies ausgestattet sein. Die empfohlene max. Abmessung der Elemente beträgt x 800 mm Aufbau von VARICOOL Spectra K 1 Metallblech- Deckenverkleidung 2 Akustikvlies 3 Kupferrohrmäander d a = 10 mm 4 Aluminium- Wärmeleitprofil 5 Klebefläche 5 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 57

58 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Abgehängte Metall-Heiz-/Kühldecken mit oder ohne Fugen > VARICOOL Spectra Deckenkonstruktionen Individuelle und auf das jeweilige Bauvorhaben abgestimmte Deckenkonstruktionen erfordern die jeweils passende Deckenbefestigung. Dar- um sind je nach baulichen Vorgaben unterschiedliche Befestigungs systeme zur Montage der VARICOOL Spectra Heiz-/Kühldecken einsetzbar. Bandrastersystem Mit dem Bandrastersystem werden die Deckenelemente an dem Bauraster ausgerichtet. So besteht die Möglichkeit, leichte Raumtrennwände oder Schalldämmschotts zur Längsschalldämmung auch noch nachträglich im Baurastermaß einzusetzen ohne dass das Deckenbild dadurch gestört wird. Dabei sorgen Abstandhalter zwischen den Elementen und dem Bandrastersystem für ein gleichmäßiges Fugenbild Schema Bandrastersystem 1 Deckenplatte 2 Bandrasterprofil 3 Fugenstreifen 4 Aufbau Bandrastersystem Heiz-/Kühlregister 2 Deckenkassette 3 Bandrasterelemente 5 4 Nonius-Abhänger Flexible hydraulische Schläuche 5 3 Konstruktionsbeispiel einer Bandrasterdecke: Es ist vereinfacht nur eine Reihe von Deckenplatten dargestellt 58 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

59 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Abgehängte Metall-Heiz-/Kühldecken mit oder ohne Fugen > VARICOOL Spectra Klemmsystem Bei dem Klemmsystem werden die Seiten der Klemmkassetten mittels Klemmschienen gegen einander gepresst und von der tragenden Einhängesystem Die Deckenelemente werden über ein einseitiges Hakenprofil in die Deckenbefestigung eingehängt. Anschließend wird die rechtwinklige Klemmsystem Einhängesystem Kassettendecke als Einlegesystem Decke abgehängt. Dadurch entsteht ein homogenes und nahezu fugenloses Deckenbild ohne sichtbare Konstruktionselemente. Deckenverkleidung Abkantung des nächsten Elements auf das vorhergehende Element aufgelegt. Die Deckenbefestigung selbst ist dabei nicht sichtbar. Noppen oder Abstandhalter zwischen den Elementen sorgen für ein gleichmäßiges Fugenbild. Kassettendecke als Einlege system Ein besonders kostengünstiges Deckenheiz-/-kühlsystem lässt sich mit Kassettendecken im Standardformat (600 x 600 / 625 x 625 / x 600 / x 625 mm) realisieren. In die Standard-Kassetten sind VARICOOL Spectra K Register eingeklebt. Vor Ort werden die fertigen Kassetten einfach zwischen die abgehängten T-Tragschienen, welche im Standard-Rastermaß montiert sind, eingelegt. Alternativ ist auch die Befestigung mittels Klemmsystem möglich. Um eine gute Raumakustik in kleinen, aber auch im besonderen Maße in großen Räumen zu schaffen, müssen viele Elemente im Raum schallabsorbierend ausgeführt werden. Daher wird meist die Deckenverkleidung perforiert und mit rückseitigem Akustikvlies ausgeführt. Je nach Deckendesign können verschiedene Perforationsvarianten ausgewählt werden siehe Perforationsbeispiele rechts. Rv 1620 Lochdurchmesser 1,6 mm Freier Querschnitt 20 % Rg 3310 Lochdurchmesser 3,3 mm Freier Querschnitt 10 % Rd 320 Lochdurchmesser 3 mm Freier Querschnitt 20 % Rg 2516 Lochdurchmesser 2,5 mm Freier Querschnitt 16 % ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 59

60 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Abgehängte Metall-Heiz-/Kühldecken mit oder ohne Fugen > VARICOOL Spectra Planung und Auslegung Kühl- und Heizleistung Die Kühl- und Heizleistungswerte unter Normbedingungen bzw. realen Einbaubedingungen können näherungsweise dem Leistungsdiagramm entnommen werden. Die Leistung wird in Abhängigkeit der Temperaturdifferenz zwischen der mittleren Wassertemperatur und der Raumtemperatur abgelesen. Heiz-/Kühlleistung System VARICOOL Spectra (Ausführung mit Stahlblech) geprüft nach DIN EN bzw. DIN EN ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

61 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Abgehängte Metall-Heiz-/Kühldecken mit oder ohne Fugen > VARICOOL Spectra Schallabsorption Die Metall-Akustikplatten aus perforiertem Metallblech und Akustikvlies absorbieren sehr effektiv Raumschall. Auf zusätzliche Mineralwollauflage kann meist verzichtet werden. In größeren Räumen mit mehreren Personen ist Schallabsorption für ein angenehmes Geräuschniveau und geringe Nachhallzeiten im Raum wichtig. Die Schallabsorptionswerte der Systeme VARICOOL Spectra sind in den drei nebenstehenden Diagrammen, in Abhängigkeit des Belegungsgrads BG, von Mineralwollauflagen, der Abhanghöhe AH und des Rohrabstandes, als Schallabsorptionsgrad α S angegeben. Der daraus bewertete Schallabsorptionsgrad α W wurde nach DIN EN ISO ermittelt. Die Schallabsorptionswerte sind für Perforationen mit freiem Querschnitt FQ = % nahezu identisch (gemessen wurde Rg 2516 mit FQ = 16 %). Lichtreflexion, Beleuchtung VARICOOL Spectra kann problemlos mit Einbau- und Aufbauleuchten, Deckenspots oder Strahlern, sowie abgependelter Beleuchtung kombiniert werden. Durch den sehr guten Reflexionsgrad, bezogen auf kurzwelliges Licht, eignen sich die Deckenplatten auch bestens für indirekte Beleuchtungstechniken. Schallabsorptionssystem VARICOOL Spectra geprüft nach DIN EN ISO 354 α α α α α α α α α α α ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 61

62 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Abgehängte Metall-Heiz-/Kühldecken mit oder ohne Fugen > VARICOOL Spectra Raumlüftung Zur Sicherstellung des für die gewünschte Raumlufthygiene erforderlichen Mindestluftwechsels sind Luftauslässe in die Decke integrierbar. Das Zent-Frenger System QUELLO ist vom Raum aus unsichtbar. Die Zuluft wird dabei über einen Anschlusskasten, den zwischen den Wärmeleitprofilen liegenden Zuluftschienen und der Deckenperforation zugluftfrei in den Raum eingeblasen. Deckenluftauslass System QUELLO Zent-Frenger System QUELLO Das Deckensystem VARICOOL Spectra M ist mit dem vom Raum aus unsichtbaren Deckenluftauslass QUELLO kombinierbar. (Detaillierte Informationen finden Sie in den QUELLO Produktinformationen). Die Reinigbarkeit nach VDI 6022 muss sichergestellt werden. Ausführungsbeispiele VARICOOL Spectra Metallblech-Heiz-/Kühldecke mit VARICOOL Spectra in Bandrasterkonstruktion Kassetten-Heiz-/Kühldecke im Standardrastermaß 625 mm mit Sonderperforation und Einbauleuchten Metallblech-Heiz-/Kühldecke mit VARICOOL Spectra in Kombination mit verschiedenen Einbauten wie Sprinklern, Rauchmeldern und abgependelten Leuchten 62 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

63 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Abgehängte Metall-Heiz-/Kühldecken mit oder ohne Fugen > VARICOOL Spectra Technische Merkmale VARICOOL Spectra M Spectra K Deckenverkleidung Stahlblech Stahl- oder Aluminiumblech Rohrabstand RA = 80 bis 150 mm (in 10 mm Abständen) RA = 80 bis 150 mm (in 10 mm Abständen) Kupferrohrmäander Außendurchmesser d a = 10 mm Außendurchmesser d a = 10 mm Flächengewicht bei Ca. 15 kg/m² Ca. 12 kg/m² RA = 100 mm (Betriebsgewicht mit Unterkonstruktion) Wasserinhalt Ca. 1 l/m² Ca. 1 l/m² Plattenhöhen Ph 30/40 mm 30/40 mm Standard-Oberfläche RAL-Töne RAL-Töne Standard-Perforation Rv 1620 Rundlochdurchmesser 1,6 mm, versetzte Reihen, freier Querschnitt 20 % Rg 2516 Rundlochdurchmesser 2,5 mm, gerade Reihen, freier Querschnitt 16 % Rv 1620 Rundlochdurchmesser 1,6 mm, versetzte Reihen, freier Querschnitt 20 % Rg 2516 Rundlochdurchmesser 2,5 mm, gerade Reihen, freier Querschnitt 16 % Aussparungen Kühlleistung nach DIN EN Heizleistung in Anlehnung an DIN EN Akustik Medientemperatur (empfohlen) Für Einbauleuchten oder zur Durchführung von Sprinklerleitungen oder Brandmeldern etc. werkseitig Bei Δϑ = 8 K, RA = 80 mm: 77 W/m² Häufiger Anwendungsfall: Asymmetrische Lastverteilung, 5 mm Fuge und Lüftung Bei Δϑ = 8 K, RA = 80 mm 84 W/m² Bei Δϑ = 15 K, RA 80 mm 108 W/m² Bei Δϑ = 15 K, RA 80 mm 130 W/m² mit Lüftungseinfluss (Luftbewegung von Decke zu Boden) Bewerteter Schallabsorptionsgrad α W nach DIN EN ISO α W = 0,7 (Schallabsorberklasse C) (Rohrabstand RA 150 mm, Abhanghöhe 400 mm, Belegungsgrad BG ca. 72 %) Kühlwassertemperatur: 16 C Empfohlene Temperaturdifferenz Kaltwasser 2 bis 4 K Heizwassertemperatur: 35 C bis 40 C Betriebsbedingungen Grenztemperatur Heizbetrieb max. +50 C Kondensatbildung ist zu vermeiden Für Einbauleuchten oder zur Durchführung von Sprinklerleitungen oder Brandmeldern etc. werkseitig Bei Δϑ = 8 K, RA = 80 mm: 77 W/m² Häufiger Anwendungsfall: Asymmetrische Lastverteilung, 5 mm Fuge und Lüftung Bei Δϑ = 8 K, RA = 80 mm 84 W/m² Bei Δϑ = 15 K, RA 80 mm 108 W/m² Bei Δϑ = 15 K, RA 80 mm 130 W/m² mit Lüftungseinfluss (Luftbewegung von Decke zu Boden) Bewerteter Schallabsorptionsgrad α W nach DIN EN ISO α W = 0,7 (Schallabsorberklasse C) (Rohrabstand RA 150 mm, Abhanghöhe 400 mm, Belegungsgrad BG ca. 72 %) Kühlwassertemperatur: 16 C Empfohlene Temperaturdifferenz Kaltwasser 2 bis 4 K Heizwassertemperatur: 35 C bis 40 C Grenztemperatur Heizbetrieb max. +50 C Kondensatbildung ist zu vermeiden Druckabfall (empfohlen) max. 25 kpa je Wasserkreis max. 25 kpa je Wasserkreis Abhanghöhe (empfohlen) Mind. 150 mm (Abstand zwischen Rohdecke Mind. 150 mm (Abstand zwischen Rohdecke und Unterseite der Decke) und Unterseite der Decke) ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 63

64 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Kühlbalken > COMPACTLINE COMPACTLINE passive Kühlbalken für gewerblich genutzte Gebäude Systembeschreibung/Einsatzbereiche Die passiven Kühlbalken (Kühlkonvektoren ohne Zuluft) des Modells COMPACTLINE werden zur Abfuhr von hohen Wärmelasten bzw. zur Klimatisierung von gewerblich genutzten Gebäuden eingesetzt, wie z.b.: Büros Banken Hotels Restaurants Einkaufszentren Produktions- und Messehallen Durch die modulare Bauweise und die variable Gestaltung sind die Kühlbalken sowohl für Neubauten als auch für die Installation in bereits bestehende Gebäude ideal geeignet. Kühlbalken werden mit gekühltem Wasser in geschlossenen Kreisläufen betrieben und sind daher energieeffizienter als konventionelle luftgestützte Klimaanlagen. Passive Kühlbalken funktionieren auf dem Prinzip der freien Konvektion (abgekühlte Luft sinkt nach unten) und benötigen daher keinerlei bewegliche Teile, sodass keine Geräusche entstehen. Zu den geringen Betriebskosten von Kühlbalken kommen die durch den geringen Materialaufwand sehr niedrigen Investitionskosten und das bei sehr hoher Kühlleistung. Je nach Raum- und Deckendesign können die Elemente freihängend oder deckenbündig eingebaut werden. Kühlbalken können auch in Kombination mit Kühldecken zur Erhöhung der Kühlleistung eingesetzt werden, und das bei gutem Raumkomfort. Dabei können dieselben Kaltwassertemperaturen verwendet werden. Freihängende COMPACTLINE Kühlbalken von Zent-Frenger architektonisch gut eingefügt Funktionsprinzip der COMPACTLINE Kühlbalken Passive Kühlbalken funktionieren auf Grund der Schwerkraft der abgekühlten Raumluft im Kühlbalken, welche langsam nach unten in den Aufenthaltsbereich sinkt und der nachströmenden warmen Raumluft in Richtung des Deckenbereiches. Durch diese freie Konvektion der Raumluft entsteht, bei richtiger Position der Kühlbalken, eine Raumluftwalze, die für die hohe Kühlleistung von passiven Kühlbalken nötig ist. Der Effekt der Raumluftwalze wird zusätzlich durch den entstehenden leichten Unterdruck im Eintritt Wasser Austritt Wasser Freier Querschnitt (offen), Lochblech, Streckmetallgitter oder Kunststoffraster (Blende) Decke Lamellenwärmetauscher Ihr Plus Hohe Kühlleistung Geringe Investitions- und Betriebskosten Angenehmes Raumklima im Gegensatz zur konventionellen Klimaanlage Keine Staubaufwirbelung Keine Geräuschentwicklung Wartungsarm Kühlbalken verstärkt. Der Unterdruck entsteht durch die kühle Luft im Kühlbalken und saugt dabei die warme Luft aus dem Deckenbereich an. Gehäuse Gewindestangen oder Drahtseile Nachströmende warme Raumluft Funktionsprinzip von passiven Kühlbalken Gekühlter Raum Fußboden 64 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

65 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Kühlbalken > COMPACTLINE Konstruktion Aufbau Ein COMPACTLINE Kühlbalken besteht aus einem weiß pulverbeschichteten, verzinkten Stahlblechgehäuse (abweichend Typ PAO unlackiert, optional schwarz) mit innenliegendem Wärmeübertrager bestehend aus einem Aluminium- Lamellenpaket und integriertem Kupferrohrmäander. Die Kühlbalken sind mit drei unterschiedlichen Blenden erhältlich. Somit ist der Luftaustritt nach architektonischen Anforderungen wählbar. Detail eines Kühlbalkens qualitativ hochwertige Verarbeitung Kühlbalkentypen Kühlbalken ohne Blende und ohne Stirnbleche Kühlbalken ohne Blende und Stirnbleche werden dort eingesetzt, wo sie entweder nicht sichtbar sind (z.b. oberhalb luftdurchlässiger Decken zur Unterstützung von Kühldecken) oder wo die Optik eine untergeordnete Rolle spielt (z.b. freihängend in Produktionshallen). Kühlbalken mit Blende und Stirnblechen Kühlbalken mit Blende und Stirnblechen werden hauptsächlich in Büroräumen eingesetzt. Dabei erfolgt der Einbau entweder deckenbündig oder frei im Raum hängend. Typ PAH Kühlbalken mit Lochblech als Blende Lochblech: Lochung Rv 4-5 Rundloch Ø 4 mm, Abstand 5 mm, Lochung versetzt, freier Querschnitt ca. 58 % Typ PAR Kühlbalken mit Kunststoffrastergitter als Blende Kunststoffrastergitter: Wabe 13 x 13 mm, freier Querschnitt ca. 80 % Typ PAO Kühlbalken ohne Blende und ohne Stirnbleche Typ PAS Kühlbalken mit Streckmetallgitter als Blende Streckmetallgitter: Masche 22/12/2,5/1,5 mm, freier Querschnitt ca. 58 % ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 65

66 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Kühlbalken > COMPACTLINE Hinweise zur Einbauposition von COMPACTLINE Kühlbalken Empfohlene Anordnung im Raum Die Kühlbalken sollten so angeordnet werden, dass sich keine Arbeitsplätze direkt darunter befinden. Dadurch ist sichergestellt, dass die absinkende kühle Luft den Raum mit maximaler Behaglichkeit für den Nutzer kühlt. Kühlbalken parallel zur gegenüberliegenden warmen Außenfassade Kühlbalken rechtwinklig zur warmen Außenfassade Anordnung unter der Decke Wenn Kühlbalken frei im Raum positioniert werden, sollte der Abstand zur Rohdecke mindestens ein Viertel der Balkenbreite betragen. Bei der Anordnung von Kühlbalken in der Nähe von Wänden sollte der lichte Abstand zwischen Rohdecke und Kühlbalken mindes- tens die Hälfte der Balkenbreite betragen. Bei deckenbündigem Einbau (in abgehängte Decken) sind Rückströmflächen in der Unterdecke vorzusehen. Der Rückströmquerschnitt dieser Flächen (freier Querschnitt zur Nachströmung der zu kühlenden Luft) sollte mind. 30 % der Gesamtkühlfläche (L x B des Kühlbalkens) betragen. Der Rückströmquerschnitt kann dabei dem freien Querschnitt der luftdurchlässigen abgehängten Decke bzw. dem umlaufenden Zuströmquerschnitt des Kühlbalkens entsprechen. mind. 0,25 x B mind. 0,25 x B mind. 0,5 x B B mind. 2 x B B Freie Installation unter der Decke Einbau in die Zwischendecke mit Luftdurchlass Einbau in geschlossene Decke Strömung durch Schlitze 66 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

67 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Kühlbalken > COMPACTLINE Auslegung Kühlleistung nach DIN EN Die Kühlleistungswerte der COMPACTLINE Kühlbalken Typ PAO und Typ PAR mit einer Gehäusehöhe H = 150 mm können aus Diagramm 1 entnommen werden. Die Leistung in Watt pro Meter (Lamellenpaketlänge) wird in Abhängigkeit der Temperaturdifferenz zwischen der mittleren Wassertemperatur und der Raumlufttemperatur abgelesen. Diagramm 1: COMPACTLINE Typ PAO und Typ PAR mit H = 150 mm längenbezogene Kühlleistung nach DIN EN Leistungsreduktion auf abgelesene Diagrammwerte für andere COMPACTLINE Kühlbalkentypen und -ausführungen. Typ Gehäusehöhe [mm] PAH PAS PAO PAR PAH PAS Leistungsreduktion [%] ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 67

68 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Kühlbalken > COMPACTLINE Diagramme zu Druckverlust berechnung Diagramm 2: Wasservolumenstrom Diagramm 3: Druckverlust des Lamellenpakets pro lfm Diagramm 4: Druckverlust der Formteile eines Kühlbalkens 68 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

69 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Kühlbalken > COMPACTLINE Diagramm 5: Strömungsgeschwindigkeit des Wassers im Kupferrohrmäander Auslegungsbeispiel Gegeben bzw. gewünscht: Raumlufttemperatur ϑ i = 26 C Vorlauftemperatur ϑ VL = 17 C Rücklauftemperatur ϑ RL = 19 C Gehäusehöhe H = 150 mm Kühlbalkenbreite B = 455 mm Kühlbalkenlänge L = mm Ermittlung: Temperaturdifferenz Δϑ = Raumlufttemperatur ϑ i mittlere Medientemperatur Δϑ = ϑ i (ϑ VL + ϑ RL )/2 = 26 C (17 C + 19 C) / 2 = 8 K Aus Diagramm 1: Spez. Kühlleistung q = 251 W/lfm Lamellenpaketlänge LP = L 150 mm = mm 150 mm = mm Kühlleistung des Kühlbalkens Q = q LP = 251 W/lfm 1,85 m = 464 W Aus Diagramm 2: Volumenstrom V = 200 l/h Aus Diagramm 3: Spez. Druckverlust Δp = 2,2 kpa/m Aus Diagramm 4: Druckverlust ΔP Formteile = 0,6 kpa/balken Gesamter Druckverlust ΔP = Δp LP + ΔP Formteile = 2,2 kpa/m 1,85 m + 0,6 kpa = 4,67 kpa Aus Diagramm 5: Strömungsgeschwindigkeit = 0,42 m/s Ergebnisse: Kühlleistung Volumenstrom Druckverlust Strömungsgeschwindigkeit Q = 464 W V = 200 l/h ΔP = 4,67 kpa w = 0,42 m/s ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 69

70 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Kühlbalken > COMPACTLINE Technische Merkmale Material, Oberfläche und Abmessungen Gehäuse-Material Standard-Oberfläche Gehäuse-Abmessungen Länge Lamellenpacket Verzinktes Stahlblech 1 mm Typ PAO unlackiert, optional schwarz Typen PAH, PAS, PAR weiß (RAL 9010) seidenmatt, weitere RAL-Farbtöne auf Anfrage Länge L bis mm in 250 mm Schritten Breite B 155/305/455/605 mm Höhe H 100/150 mm (ohne Befestigungsschiene) L abzüglich 150 mm Detail A 25 L1 15 bei B = 155, sonst 25 A Detail B 30 8,5 10 L L2... L4 Bei B = 305, 455, 605 mm Anschlüsse 45 geneigt 55 B 40 B H Bei B = 155 mm Anschlüsse vertikal L L1 L2 L3 L Konstruktionsdetails Kupferrohr Anschluss Abhängung Zubehör Betriebsgewicht und Wasserinhalt Außendurchmesser d a = 15 mm, Rohrwandstärke s = 1 mm, Anschlussstutzen mit Halterille für Steckverbindung Bei Kühlbalkenbreite 155 mm Anschlussstutzen mit 90 -Bögen, ohne Neigung nach innen. Bei Kühlbalkenbreiten 305/455/605 mm Anschlussstutzen mit 90 -Bögen, 45 nach innen geneigt Anschluss bei allen Typen auf einer Seite. Bei Kühlbalkenbreite 155 mm Anschluss an Oberseite mit Winkel-Steckverbindern Bei Kühlbalkenbreiten 305/455/605 mm Anschluss an Oberseite mit geraden oder Winkel-Steckverbindern Hakenprofil, Gewindestangen M8 oder Drahtseilabhängung Flexschläuche mit geraden oder Winkel-Steckverbindern, DN = 15 mm Breite in mm Gewicht in [kg/lfm] Wasserinhalt PAO PAH + PAR PAS [L/lfm] 155 4,4 4,9 5,3 0, ,0 8,0 8,7 0, ,5 10,0 11,0 1, ,9 10,5 13,3 1,6 Betriebsbedingungen Empfohlene Kühlwassertemperatur 16 C Empfohlener Druckabfall max. 25 kpa Empfohlene Strömungsgeschwindigkeit max. 0,6 m/s Hinweis: Kondensatbildung ist zu vermeiden! 70 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

71 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Deckenluftauslass > QUELLO Deckenluftauslass QUELLO Systembeschreibung/Einsatzbereiche Unsichtbare Raumlüftung durch die Decke Wenn die Versorgung mit Zuluft vom Raum aus unsichtbar durch die Decke erfolgen soll ist der Deckenluftauslass QUELLO die ideale Lösung. Mit Quello wird die Zuluft über einen Anschlusskasten auf die zwischen den Wärmeleitprofilen liegenden Zuluftschienen aufgeteilt. Die Verbindung mit dem Anschlusskasten erfolgt über eine konische Steckverbindung. Die Zuluft strömt von dort über die Akustik-Perforation der Deckenplatte mit geringen Geschwindigkeiten (quellluftähnlich) in den Raum. Durch die streifenförmige Ausblaskontur ergibt sich ein stabiles zugfreies Strömungsbild im Raum. Die exakte Auslegung erfolgt mittels spezieller Software unter der Maßgabe, dass ein Schalldruckpegel von max. 30 db(a) eingehalten wird. Gleichmäßiges und zugfreies Strömungsbild durch streifenförmige Ausblaskontour Oberflächentemperatur [ C] Temperaturprofil der Deckenoberfläche mit QUELLO Ihr Plus Zugfreie Zuluftversorgung Keine sichtbaren Zuluftöffnungen Konstruktiv abgestimmt auf die Zent-Frenger Heiz-/Kühldeckensysteme Uni und Spectra mit perforierten GK- bzw. Metall-Deckenplatten Computergestützete Auslegung unter Berücksichtigung eines maximalem Schalldruckpegels von 30 db(a) ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 71

72 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Deckenluftauslass > QUELLO Auslegung Die erforderliche Auslasslänge sowie die Anzahl der benötigten Auslassschienen ist von der zu transportierenden Zuluftmenge sowie vom freien Querschnitt der Deckenplattenperforation abhängig. Eine exemplarische Dimensionierung unter Berücksichtigung eines maximalen Schallpegels von 30 db(a) zeigt die nachfolgende Tabelle: Beispiel: Auslegung bei 16 % freiem Lochquerschnitt der Deckenplatte Luftmenge [m 3 /h] Erforderliche Auslasslänge [mm] Anzahl Auslassschienen [Stück] Anschlussdurchmesser [mm] Beispiel: Rg 2516 Lochdurchmesser 2,5 mm Freier Querschnitt 16 % Maximale Luftmengen System QUELLO Spectra: Für das Zent-Frenger Metall- Kühldeckensystem VARICOOL Spectra Anschluss-Stutzen Luftauslassschienen (Tabellenwerte in [m³/h]) Durchmesser Anzahl Anzahl 600 mm 700 mm 800 mm 900 mm VARICOOL Spectra M DN 80 (d a 87 mm) VARICOOL Spectra M DN 100 (d a 98 mm) ZENT-FRENGER ER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

73 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Thermische Bauteilaktivierung > BATISO Gebäudetemperierung mit der thermischen Bauteilaktivierung BATISO Systembeschreibung/Einsatzbereiche Mit BATISO bietet Zent-Frenger ein System, das beim Heizen und Kühlen von Gebäuden neue Wege geht. Das Besondere an diesem System ist die Idee, für die Pufferung von Wärme- und Kältelasten die gebäudeeigene Speicherkapazität zu nutzen. Gleichzeitig werden die Decken und Wände als Heizund Kühlflächen verwendet. Einbau in die Betondecke Das System besteht aus in gleichmäßigem Abstand angeordneten Rohrleitungen, die an eine Baustahlmatte geknüpft direkt in die Betondecken des Gebäudes integriert werden. In den Rohrleitungen zirkuliert Wasser, das je nach Bedarf gekühlt oder erwärmt wird, um die gewünschte Deckentemperatur zu erreichen. Bedeutung der Gebäudespeichermasse Die thermische Speicherfähigkeit von Mauerwerk und Geschoßdecken kann bis zu einem gewissen Grad wie eine natürliche Klimaanlage wirken. Diesen Effekt empfindet man heute vor allem bei älteren Gebäuden, die noch mit sehr dicken Außenmauern ohne Innenverkleidung errichtet wurden. In diesen Gebäuden bleibt es selbst bei hohen Außentempera turen stets angenehm kühl. Und bei kühleren Außentemperaturen strahlen die unverkleideten Decken und Wände die gespeicherte Wärme nach innen ab. Die isotherme Wirkung, die sich BATISO ebenfalls zunutze macht, läßt sich besonders gut in alten Kirchen nachvollziehen. Selbst nach einer langen Schönwetterperiode bleibt es im Inneren der Kirche angenehm kühl. Erhöhter Kühlbedarf in modernen Gebäuden Moderne Bürogebäude sind heutzutage so gut wärmegedämmt, dass eine nächtliche Auskühlung der Räume im Sommer praktisch nicht mehr stattfindet. Infolgedessen steigt der Bedarf an Raumkühlung allgemein an, während sich der Heizbedarf im Winter immer weiter reduziert. Gleichzeitig bevorzugen die Architekten bei der Konzeption von Gebäuden immer mehr Glas und Metall sowie leichte Materialien für den Innenausbau. Das hat zur Folge, dass die thermische Speicherkapazität der Gebäudestruktur nicht mehr zur Pufferung von Wärme- und Kältelasten genutzt werden kann. Auch Doppel- und Hohlraumböden und abgehängte Decken verhindern die Nutzung der eigentlich vorhandenen Speichermassen. Bei fehlender thermischer Speichermöglichkeit ergeben sich, wenn auch gegenüber früher auf vergleichsweise niedrigem Niveau, große Schwankungen bei den Wärme- und Kältelasten. Um diese auszugleichen, müssen Heizund Kühlaggregate mit entsprechend hohen Leistungen installiert werden. Daraus ergibt sich, dass auch ein aufwendiges thermisches Verteilungssystem erforderlich ist. Durch diesen Mehraufwand entstehen nicht nur höhere Investitionskosten, auch das Betreiben der Anlage ist kostenintensiv. Ihr Plus Der hohe thermische Komfort sorgt für eine ganzjährig produktive Arbeitsumgebung Ideal für den Einsatz von regenerativen Energien Weitestgehend wartungsfreie Systemkomponenten Optimale Nutzungsmöglichkeit des Bauvolumens ohne Einschränkungen bei der Raumgestaltung Relativ geringe Investitionsund Betriebskosten im Vergleich zu konventionellen Heiz-/Kühlsystemen ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 73

74 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Thermische Bauteilaktivierung > BATISO Das Funktionsprinzip von BATISO Das Prinzip ist ebenso einfach wie wirkungsvoll: Die massiven Betondecken des Gebäudes werden mit Hilfe von Wasser, das durch einbetonierte Kunststoffrohrschlangen strömt, temperiert. Die Temperierung erfolgt durch Regelung der Temperatur des zirkulierenden Wassers, und zwar so, dass die Räume von den Decken im Winter beheizt und im Sommer gekühlt werden. Je nach Jahreszeit und den gebäudespezifischen Voraussetzungen liegen die erforderlichen Wassertemperaturen zwischen 18 C (Sommer) und 26 C (Winter). Je besser der bauliche Wärmeschutz ist, um so gleichmäßiger kann die Temperatur der thermoaktiven Geschoßdecke gehalten werden. Zugleich wird die Möglichkeit eröffnet, in der Übergangszeit die überschüssige Wärme von der sonnigen Südseite zur kühleren Nordseite zu transferieren. Der Wärmeaustausch zwischen der temperierten Betondecke und dem Rauminneren erfolgt zm Großteil als Strahlung. Auf diese Weise wird das ganze Jahr über für ein behagliches Raumtemperaturempfinden gesorgt. BATISO nutzt die thermische Speicherfähigkeit des Gebäudes Die Geschoßdecken sind zur Nutzung als Wärme- bzw. Kältepuffer bestens geeignet. Denn Beton hat eine auf das Volumen bezogene Wärmekapazität, die mit der von Wasser vergleichbar ist. Wird z.b. die Temperatur einer 14 cm dicken Betonschicht um 2 K variiert, so entspricht dies einer Wärme- bzw. Kältespeiche- Speicherkapazität [Wh/m²] Thermische Speicherfähigkeit von Beton rung von ca. 190 Wh/m² oder, anders ausgedrückt, einer Leistung von 23 W/m², die 8 Stunden lang zur Verfügung steht. Um diese Speicherkapazität nutzen zu können und die Wärmeübertragung zwischen dem Raum und der Deckenfläche nicht zu behindern, darf an der Unterseite der Betondecke keine Verkleidung angebracht werden Änderung der mittleren Speichertemperatur [K] Bauteildicke 28 cm Bauteildicke 21 cm Bauteildicke 14 cm 50,0 37,5 25,0 12,5 0 8-Stunden-Dauerleistung [W/m²] Nachts wird die Betondecke über die integrierten BATISO Rohrleitungen abgekühlt. Tagsüber wird die Wärme im Raum durch die kühle Decke abgeführt 74 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

75 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Thermische Bauteilaktivierung > BATISO Leistungsbegrenzende Faktoren Während die Leistung von Heiz- und Kühldecken beim Heizen durch Behaglichkeitskriterien und beim Kühlen durch die Gefahr der Taupunktunterschreitung begrenzt ist, kommt bei BATISO ein anderer Effekt zum Tragen: Je höher die gewünschte Heiz- und Kühlleistung ist, desto höher bzw. tiefer muss die Temperatur der Betondecke sein. Sehr hohe bzw. sehr tiefe Deckentemperaturen bedeuten aber, dass sehr viel Wärme bzw. Kälte im Beton gespeichert ist. Dies birgt die Gefahr, dass es zur Überheizung bzw. Unterkühlung der Räume kommt. Wenn nämlich, z.b. durch eine plötzliche Änderung der Außentemperaturen, der Heizbzw. Kühlbedarf rasch sinkt, wird die gespeicherte Wärme bzw. Kälte trotzdem an den Raum Raumtemperatur Lösungsansatz Arbeitsproduktivität 1. Tag 2. Tag 1. Tag 2. Tag Ohne Kühlungslösung Mit Klimaanlage abgegeben, auch wenn dies nicht mehr gewünscht ist. Deshalb sollte die mittlere Temperatur des zirkulierenden Wassers möglichst zwischen 19 C und 25 C gehalten werden. Diese Maßnahme begrenzt die mit BATISO zur Verfügung stehenden Leistungen in Relation zur Leistung von Heizund Kühldecken. Wie sich das Raumklima auf den Menschen auswirkt Sowohl zu hohe als auch zu niedrige Raumtemperaturen beeinträchtigen das Wohlbefinden des Menschen erheblich. Bei Temperaturen über 23 C nehmen Konzentration und Leistungsfähigkeit um so mehr ab, je höher die Temperatur steigt. Aber auch zu kühle Temperaturen beeinträchtigen das Wohlbefinden und dadurch die Produktivität. Deshalb ist es gerechtfertigt, dass heute an die Betreiber von Gebäuden die Anforderung gestellt wird, im Sommer wie im Winter für thermische Behaglichkeit zu sorgen. 1. Tag 2. Tag Mit Betonkernaktivierung Zent-Frenger BATISO Betonkernaktivierung sorgt für ein komfortables Raumklima und steigert die Motivation des Personals ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 75

76 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Thermische Bauteilaktivierung > BATISO Komfort-System oder Alternativ- System das ist eine Frage des Anspruchs Optimale thermische Behaglichkeit wird heute durch die Kombination von Kühldecken mit Grundlüftung erreicht. Diese bewährte Kombination verbindet eine hohe flächenbezogene Leistung mit individueller Raumtemperaturregelung. Solche Komfort-Systeme, die höchste Ansprüche erfüllen, sind natürlich mit höheren Investitionskosten verbunden. Die BATISO Betonkernaktivierung ist eine kostengünstige Lösung mit vergleichsweise geringem bautechnischen Aufwand und niedrigem Energieverbrauch. Es ergeben sich jedoch Einschränkungen bei der individuellen Regelbarkeit der Raumtemperatur und der Variabilität der Deckenund Bodengestaltung. Somit eignet sich BATISO in erster Linie zur Deckung der thermischen Grundlasten im Kühl- und Heizfall. Falls BATISO als alleiniges System zum Heizen und/oder Kühlen eingesetzt werden soll, z.b. wenn nur relativ geringe Lasten abzuführen sind, dann sind schwankende Temperaturverläufe über den Tagesverlauf im Raum innerhalb einer gewissen Bandbreite zu akzeptieren. Wenn gleichmäßige Raumtemperaturverläufe sowie individuelle Regelbarkeit der Raumtemperaturen im Vordergrund stehen dann kann die Kombination der BATISO Betonkernaktivierung als Grundlastsystem mit individuell regelbaren Heiz-/ Kühlsystemen wie z.b. Kühlsegeln zur Kompensation der Spitzenlasten sinnvoll sein. Anlagenbeispiel: BATISO kombiniert mit einem Lüftungssystem und Außenabschattung zur Minimierung der Kühllasten 76 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

77 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Thermische Bauteilaktivierung > BATISO Konstruktionsvarianten Sauerstoffdiffusionsdichte Rohre mit bewährter Verbindungstechnik Das verwendete Kunststoffrohr besteht aus vernetztem Polyethylen PEX, das außen mit einer koextrudierten Sauerstoffsperrschicht aus Ethylenvinylalkohol EVAL versehen ist. Es ist entsprechend der Norm DIN 4726 sauerstoffdiffusionsdicht. werden. Wegen der handelsüblichen Maßbegrenzung der Baustahlmatten auf 2,15 x 5 m beträgt die maximale vorfertigbare Registergröße 10 m². Je nach Ausführung werden die Module entweder auf Einweg- Transportmitteln senkrecht stehend oder waagerecht liegend auf die Baustelle angeliefert. Die Modulpakete werden per Kran entladen und ggf. bis zum Montagebeginn, vor möglichen Beschädigungen geschützt, zwischengelagert. Batiso PE-Xa Rohre sind äußerst robust ideale Voraussetzungen für den rauen Baustellenalltag Kranung der BATISO Module zur Montagestelle Vorgefertigte Rohrregister für schnellen Baufortschritt Um die Betonierarbeiten auf der Baustelle möglichst wenig zu behindern und Beschädigungen zu vermeiden, wird das Kunststoffrohr bereits werkseitig in der gewünschten Anordnung auf einer Baustahlmatte verlegt und befestigt. Der Verlegeabstand kann dabei entsprechend den erforderlichen Heiz- bzw. Kühlleistungen zwischen 150 und 300 mm variiert Die BATISO Module werden einfach auf die vorhandene Bewehrungsebene aufgelegt und an ihr befestigt ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 77

78 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Thermische Bauteilaktivierung > BATISO Durch die Flexibilität und Vielseitigkeit ist die BATISO Betonkernaktivierung in nahezu alle Wand- und Deckenkonstruktionen, egal ob in Ortbeton, in Filigrandecken oder in werkseitig vorgefertigte Fertigelemente integrierbar. Einbau vorgefertigter Rohrregister für die Vor-Ort-Betonierung Die vorgefertigten Register werden auf der Baustelle unmittelbar nach Einbringen der unteren Bewehrungsebene lagerichtig auf diese aufgelegt. Nach Einbringen der oberen Bewehrungslage werden sie dann in die neutrale Ebene angehoben und dort an speziell entwickelten Halteböcken befestigt. Die Rohrenden werden von Anschlußkästen aufgenommen, die zuvor auf der unteren Verschalung montiert wurden. Vor dem Verlassen des Werks werden die Rohre mittels Druckluft auf einen Innendruck von ca. 6 bar gebracht. Durch Kontrolle des Drucks vor, während und nach der Montage der Register auf der Baustelle lassen sich eventuellen Beschädigungen zuverlässig erkennen und beseitigen. BATISO Rohrregister in Filigrandecken Bereits während der Planungsphase werden die Filigran decken auf den späteren Einsatz mit den BATISO Register abgestimmt. Die Gitterträger der Deckenelemente, die normalerweise als Auflage für die obere Bewehrung dienen, werden kürzer gewählt, damit die Register auf eine mittlere Bewehrungslage aufgelegt werden können. Die Filigrandecken werden dementsprechend beim Hersteller bestellt. Bei der Montage werden BATISO Register an der mittleren Bewehrungsebene fixiert und so gegen Verschieben gesichert. Die Rohrenden werden mit einem Schutzrohr versehen und i.d.r. durch eine Bohrung nach unten durchgeführt. Die Betonbauer stellen anschließend die Abstandhalter für die obere Bewehrung an und legen die obere Bewehrung auf. Vor den Betonierarbeiten sind alle Kühl-/Heizkreise unter Druck zu setzen und auf Druckhaltung zu prüfen. Integration in Betonfertigteile Der Einbau von Modulen im Betonfertigteilwerk ist ebenfalls vielfach erprobte Praxis. Die Vorfertigung von Bauteilen spart auf der Baustelle Zeit und senkt die Fehlerwahrscheinlichkeit bei der Montage. Deshalb werden vermehrt auch komplette mit BATISO thermische aktive Betonelemente werkseitig vorgefertigt und anschließen Just-In-Time zur Baustelle geliefert. Einbau der BATISO Module in eine Ortbetondecke Befestigung der BATISO Module auf Trägermatten in einer Filigrandeckenkonstuktion und Durchführung der Anschlussleitung nach unten Mit Kränen werden werkseitig vorgefertigte thermisch aktive Betonelemente an den Einbauort transportiert Nicht nur in Betondecken auch Betonwände können mit BATISO thermisch aktiviert werden 78 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

79 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Thermische Bauteilaktivierung > BATISO Planungsgrundlagen Deckenaufbauten Entscheidend für die Leistung eines Flächensystems sind die Wärmeübergangskoeffizienten an der Decke bzw. am Boden, die zulässigen minimalen und maximalen Oberflächentemperaturen und die Flächengröße. Für die Auslegung der Wassermassenströme ist die Kühlfunktion maßgebend. Um hohe Leistungen mit möglichst raumtemperaturnahen Wassertemperaturen zu erreichen, wird die Wassermenge mit kleiner Spreizung zwischen Vorund Rücklauf (2 5 K) ausgelegt. Der erforderliche Wassermassenstrom wird auf Basis der max. Leistung (40 60 W/m²) und Spreizung bestimmt. Dann wird die max. Kühl-/Heizkreislänge auf Basis des max. zulässigen Druckverlustes ermittelt. Deckenaufbauten ohne eine Dämmung bzw. ohne eine Luftschicht sind für die größtmögliche Leistungsabgabe der Betonkernaktivierung ideal. Dazu eignen sich vorrangig folgende Aufbauten: Betondecken, nur mit einem Oberbodenbelag versehen, sowie Decken mit einem Verbundestrich kommen bei Bauvorhaben zum Einsatz, bei denen es um eine größtmögliche Leistungsabgabe geht. Betondecke Betondecke mit Verbundestrich Eine Trittschalldämmung vermindert die Leistungsabgabe über den Fußboden. Da jedoch die Leistungsabgabe zum größten Teil über die Decke erfolgt, ist auch dieser Deckenaufbau möglich. Betondecke mit Trittschalldämmung Betondecke mit Doppelboden Für einen Doppelboden gilt das gleiche wie für eine Decke mit Trittschalldämmung. Der Grund, warum dieser Deckenaufbau jedoch vorwiegend Anwendung findet, ist die Möglichkeit, die Versorgungs- und EDV-Leitungen darin zu führen. Eine andere häufig angewendete Variante in Bürogebäuden ist der Hohlraumboden. Für ihn gilt hinsichtlich der Leistungsabgabe Gleiches wie für den Doppelboden. Durch den verwendeten Estrich (statt der System platten) ist man auf Revisions öffnungen im Boden angewiesen. Betondecke mit Hohlraumboden Eine vollständig abgehängte Decke kommt im Normalfall im Zusammenhang mit der Betonkernaktivierung nicht in Frage. Die Abhängung unterbindet die gewünschte Wirkungsweise der Betonkernaktivierung. Sonderfälle sind z.b. die Abfuhr der Beleuchtungswärme aus der Zwischendecke. Betondecke mit abgehängter Decke Bodenbelag Doppelboden Wärmedämmung Estrich Beton ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 79

80 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Thermische Bauteilaktivierung > BATISO Auslegung und Hydraulik Je nach den spezifischen Auslegungsbedingungen werden ein oder mehrere Register zu einem Wasserkreis zusammengeschlossen. Bei der Bemessung der Wasserkreise wird besonderes Augenmerk darauf gelegt, dass alle etwa denselben hydraulischen Widerstand aufweisen. Die Netzberechnung und der Netzabgleich sollte deshalb möglichst in einer Hand oder aber in enger Abstimmung zwischen den Gewerken erfolgen. Nur dann kann auf zusätzliche Einregulierungsorgane verzichtet werden. Aktive Fläche [m²] Akt. Rohrlänge pro Wasserkreis [m] Bei der Auslegung der Wasserkreise braucht man sich nicht, wie z.b. bei Kühldecken üblich, an das durch die Gebäudeachsen vorgegebene Raster zu halten, da ja eine entsprechende Einzelregelung bei BATISO nicht zum Einsatz kommt. Erheblich einfacher ist es, einen gesamten Geschossbereich (Nordseite, Süd seite, usw.) im Ganzen auszulegen. Dann stellt sich nur die Frage nach der Anzahl der Wasserkreise, die für diesen Bereich benötigt werden Leistung [W] Diagramm 1: Flächen- und Rohrbedarf bei 150 mm Verlegeabstand = 4 K = 5 K = 6 K = 7 K = 8 K Heizfall Kühlfall Diagramm 2: Auslegung der Wasserkreise bei 3 K Wassertemperaturspreizung, Rohrabmessung 17 x 2 mm P = 5 kpa P = 10 kpa P = 15 kpa P = 20 kpa P = 25 kpa Leistung pro Wasserkreis [W] Aktive Rohrlänge [m] Auslegung nach Diagrammen Für diese Methode der Auslegung werden die entsprechenden Leistungs- und Druckverlustdiagramme angewendet. Die Erläuterung erfolgt an Hand des folgenden Auslegungsbeispiels: Die nachfolgenden Auslegungsdiagramme gelten für den Fall, dass die Rohre in der neutralen Ebene einer 28cm dicken Betondecke liegen, die im oberen Geschoß mit einem Hohlraumboden versehen ist. Die Leistungen sind Gesamtleistungen, von denen im Heizfall ca. 60 % und im Kühlfall ca. 75 % nach unten abgegeben werden. Durch Veränderung der Lage der Rohre im Beton und des Fußbodenaufbaus lassen sich die Leistungen insgesamt und ihre Aufteilungen nach oben und unten beeinflussen. Für solche Anwendungsfälle, die von den gegebenen Diagrammen nicht abgedeckt werden, liefern wir die passenden Auslegungen gern auf Anfrage. Auslegungsbeispiel Gegeben bzw. gewünscht: Heizleistung der Zone Q 1250 W Rohrdimension 17 x 2 mm Verlegeabstand 150 mm Temperaturdifferenz Δϑ 5 K (= Raumlufttemperatur ϑ i mittlere Medientemperatur) Wassertemperaturspreizung 3 K max. Druckverlust im Wasserkreis ΔP max 10 kpa Abgelesen aus Diagramm 1: erforderliche aktive Fläche 40 m² erforderliche Gesamtrohrlänge 267 m Iterativ ermittelt aus Diagramm 2: Anzahl Heizkreise 3 Leistung je Wasserkreis 417 W Rohrlänge je Wasserkreis 89 m Druckverlust im Wasserkreis ΔP max < 10 kpa 80 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

81 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Thermische Bauteilaktivierung > BATISO BATISO Auslegungsdiagramme Aktive Fläche [m²] Flächen- und Rohrbedarf bei 150 mm Verlegeabstand = 4 K = 5 K = 6 K = 7 K = 8 K Heizfall Kühlfall Aktive Rohrlänge [m] Leistung [W] Aktive Fläche [m²] Flächen- und Rohrbedarf bei 200 mm Verlegeabstand = 4 K = 5 K = 6 K = 7 K = 8 K Heizfall Kühlfall Aktive Rohrlänge [m] Leistung [W] Aktive Fläche [m²] Flächen- und Rohrbedarf bei 300 mm Verlegeabstand = 4 K = 5 K = 6 K = 7 K = 8 K Heizfall Kühlfall Aktive Rohrlänge [m] Leistung [W] ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 81

82 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Thermische Bauteilaktivierung > BATISO BATISO Druckverlustdiagramme Auslegung der Wasserkreise bei 2 K Wassertemperaturspreizung, Rohrabmessung 17 x 2 mm Akt. Rohrlänge pro Wasserkreis [m] P = 5 kpa P = 10 kpa P = 15 kpa P = 20 kpa P = 25 kpa Leistung pro Wasserkreis [W] Auslegung der Wasserkreise bei 3 K Wassertemperaturspreizung, Rohrabmessung 17 x 2 mm Akt. Rohrlänge pro Wasserkreis [m] P = 5 kpa P = 10 kpa P = 15 kpa P = 20 kpa P = 25 kpa Leistung pro Wasserkreis [W] Auslegung der Wasserkreise bei 3 K Wassertemperaturspreizung, Rohrabmessung 17 x 2 mm Akt. Rohrlänge pro Wasserkreis [m] P = 5 kpa P = 10 kpa P = 15 kpa P = 20 kpa P = 25 kpa Leistung pro Wasserkreis [W] 82 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

83 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Thermische Bauteilaktivierung > BATISO Statische Aspekte bei der Planung Beeinflussung der Statik durch das Rohrsystem Die BATISO PE-Xa Rohre werden i.d.r. in der Mitte der Betondecke und somit in der neutralen Ebene verlegt. Hier haben sie den geringsten Einfluss auf die Deckenstatik. Auch haben die Rohre in der Decken keinerlei Einfluss auf die Belastbarkeit durch Punktlasten, welche auf die Decke einwirken. Die Kraftlinien bei Punktlasten verlaufen um das Rohr herum. Eingebettet im Beton verlaufen die Kraftlinien ähnlich einer Brückenkonstruktion um das Rohr. Bereiche, die nicht mit Rohren versehen werden sollen, sind in die Ausführungspläne einzuzeichnen. (Hier: freier Bereich um eine Stütze, Richtwert r 0,2 1,0 m) r Thermisch bedingte Ausdehnung der Rohre Hinsichtlich der Längenausdehnung des BATISO Rohres müssen keinerlei Maßnahmen getroffen werden: Die Ausdehnung kompensiert sich durch die nur minimalen Temperaturschwankungen sowie das geringe E-Modul des Rohrwerkstoffs von selbst. Thermisch bedingte Ausdehnung der Betondecke Durch die raumtemperaturnahen Betriebstemperaturen kann hinsichtlich der thermischen Ausdehnung Im unmittelbaren Stützenbereich ist durch die erforderliche statische Armierung u.u. kein Durchkommen. Aus diesem Grund sollte ein angemessener Bereich um den Stützenmittelpunkt rohrfrei gehalten werden. der Betondecke bei einer Betonkernaktivierung davon ausgegangen werden, dass sich die Temperatur der Decke in einem engeren Band bewegt, als bei einer Decke ohne Betonkern aktivierung. Verfügbare Flächenbereiche Der Statiker legt ggf. bestimmte Bereiche, z.b. in unmittelbarer Nähe von Stützen oder Wänden fest, in denen keine Rohre in den Beton integriert werden dürfen. Diese Bereiche stehen dann zur thermischen Aktivierung nicht oder nur eingeschränkt zur Verfügung und sind sowohl bei der wärmetechnischen Planung als auch bei der Fertigungsplanung der BATISO Rohrregister zu berücksichtigen. Hierzu ist rechtzeitig Rücksprache mit dem Statiker zu halten, um Planungsfehler bzw. zeit- und kostenaufwändige Anpassungen auf der Baustellen zu vermeiden.grundsätzlich ist es möglich, Aussparungen bereits bei der Vorfertigung der BATISO Register zu berücksichtigen. Aus Kostengründen wird darauf aber in der Praxis i.d.r. verzichtet. Hier hat es sich bewährt, unterschiedliche große Register einzusetzen, um bestimmte Bereiche (z.b. um Stützen) rohrfrei zu halten. ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 83

84 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Thermische Bauteilaktivierung > BATISO Zuleitungsführung Anschluss an eine Tichelmann- Ringleitung Üblicherweise werden BATISO Rohrregister in größeren Gebäuden mit einfachen Grund rissen nicht zuletzt aus Kostengründen über eine Tichelmann Verteil-/Sammelleitung mit dem Wärmeträgermedium versorgt. Je nach Gebäude lassen sich die Tichelmann-Leitungen dabei entweder in abgehängten Flur bereichen, in abgehängten Kanälen unter der Decke oder auch innerhalb der Beton decke platzieren. VD F d VD F30 Tichelmann-Ringleitung Anlagenbeispiel: Anschluss der Registerzuleitungen an eine Tichelmann-Ringleitung (hier: Ringleitung unter der Decke) Anschluss an einen Verteiler In kleineren Gebäuden bzw. in Gebäuden mit komplizierteren Grundrissen erfolgt die Versorgung der BATISO Register über Verteiler. Dabei werden die Anbindeleitungen der Module mittels Presskupplungen verlängert und in der Betondecke zum zentralen Verteiler standort geführt. Ein Vorteil der Verteileranbindung ist die Abschaltbarkeit einzelner Kreise. Ein hydraulischer Abgleich einzelner Kreise unterschiedlicher Größe ist problemlos am Verteiler möglich. Dem gegenüber steht ein größerer Aufwand für die Verlegung der Anbindeleitungen von den Registern zu den Verteilern. VD VD F30 Verteiler Anlagenbeispiel: Verlängerung der Registerzuleitungen und Anbindung an einen zentralen Verteiler (hier: Verteileranordnung unter der Decke) 84 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

85 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Thermische Bauteilaktivierung > BATISO Anschluss von Deckensegeln Zusatzleistung aus der Thermischen Steckdose Deckensegel haben sich als kompakte Bauteile zum Kühlen und/ oder Heizen etabliert, ob als eigenständiges Temperiersystem oder in Kombination mit der BATISO Betonkernaktivierung. Mit der Thermischen Steckdose ist der Anschluss von Deckensegeln zur Raumtemperierung ohne sichtbare Leitungsführung möglich. Die Thermische Steckdose wird in der Rohbauphase direkt auf der Schalung befestigt und innerhalb der Betondecke an die Zuleitungen angeschlossen. Nach dem Betonieren und anschließendem Entfernen der Schalung sind die absperrbaren Kühlsegel-Anschlüsse frei zugänglich. Je nach Bedarf können mit der Thermischen Steckdose auch noch zu einem späterem Zeitpunkt Kühlsegel einfach nachgerüstet werden. Ihr Plus Optionale Vorhaltung zusätzlicher thermischer Energie Flexibilität bei nachträglicher Raum-Nutzungsänderung/ Planungssicherheit Nachträgliche Inbetriebnahme ohne Entleeren der Anlage Einsatzempfehlung Anwendungsbeispiel der thermischen Steckdose Hydraulische Anbindung von Deckenheiz- und Deckenkühlelementen Ideale Ergänzung für Zent- Frenger BATISO in Bereichen mit höheren Heiz-/Kühllasten wie z.b. über großen Fensterflächen. Thermische Steckdose mit Q&E und Push- Anschluss Deckensegel als Randstreifenelement aus der Produktfamilie VARICOOL zum Heizen und Kühlen und zur Schallabsorption Deckung der Grundlast mit Betonkerntemperierung System BATISO ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 85

86 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Thermische Bauteilaktivierung > BATISO Druckverlust: Thermische Steckdose Im Normalfall werden für die Betonkernaktivierung Kreislängen mit einem Druckverlust von max. 350 mbar gewählt. Um genügend Reserve für die Druckverluste für Anbindeleitungen der thermischen Steckdose sowie für die angeschlossenen Deckensegel zu haben, sollten Massenströme maximal kg/h betragen, um einen Druckverlust innerhalb der Steckdose von 150 mbar nicht zu überschreiten. Druckverlust [mbar] Massenstrom [kg/h] Druckverlust [kpa] Hydraulische Einbindung Zur Anbindung der thermischen Steckdose bieten sich mehrere Möglichkeiten an. Werden nur geringe Zusatzleistungen benötigt und können diese zudem parallel zur thermischen Bauteilaktivierung betrieben werden, werden die Steckdosen an die gleiche Versor- gungsleitung (Zweileitersystem) der Betonkernaktivierung angeschlossen. Normalerweise werden jedoch durchaus höhere Zusatzleistungen benötigt, oder die Steckdosen werden zu anderen Zeiten als die thermische Bauteilaktivierung betrieben. In diesem Falle bietet es sich an, die Steckdosen über zumindest einen separaten Vorlauf und gemeinsamen Rücklauf (Dreileitersystem) zu versorgen, oder die Steckdosen über ein komplett eigenständiges Netz (Vierleitersystem) zu betreiben. Anschlussbeispiel: Vierleitersystem Bei einem Vierleitersystem sind die Kreise für thermische Steckdose und BATISO Register völlig voneinander getrennt. Dieses System ist das Material- und Arbeitsaufwändigste von allen. Der Vorteil jedoch ist, dass die thermische Steckdose und die BATISO Register völlig un abhängig voneinander geregelt werden können. 86 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

87 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Thermisch aktive Wandelemente > TENNO TENNO Wandelemente zum Heizen und Kühlen in Trockenbauweise Systembeschreibung/Einsatzbereiche Das Wandsystem TENNO besteht aus einem Flächenkühl- und Heizelement, das für den Einbau in handelsübliche Gipsständertrennwandkonstruktionen entwickelt wurde. Die aktiven Gipsständerwände werden vorzugsweise in Räumen eingesetzt, in denen eine Temperierung über die Raumdecke nicht möglich ist. Mit TENNO können auch derartige Räume kom- Durch die spezielle Konstruktion der Heiz-/Kühlregister des Systems TENNO ist eine hohe spezifische Heiz- und Kühlleistung erreichbar, da eine vollflächige Aktivierung der Wand möglich ist.das Wandfortabel über den stattfindenden Strahlungsaustausch (Flächentemperierung) geheizt und gekühlt werden. Beim Wandsystem TENNO erfolgt der Wärmeaustausch über die raumzugewandte Oberfläche der Gipskartonplatten überwiegend als besonders behaglich empfundene Strahlungskühlung/-heizung (Anteil ca. 70 %). Die Kühlleistung des Systems TENNO kann bis zu 56 W/m² (10K) und die Heizleistung bis zu 82 W/m² (15K) betragen. TENNO ist ideal mit dem Heiz-/Kühldeckensystem VARI- COOL Uni kombinierbar. Ihr Plus Angenehmes Raumklima durch Flächentemperierung Gute Raumakustik bei gelochter Gipskartonplatte Gefahrloses Befestigen z.b. von Bildern durch geschützte Rohrführung in den Wärmeleitprofilen und durch die Verwendung von Trockenbauschrauben mit der Länge 23 mm (3,9 x 23 mm) Keine Zuglufterscheinungen und keine Geräuschbelästigung Werkseitig vorgefertigte Module für die schnelle Vor-Ort-Montage Passend für Standard- Ständerwandsysteme TENNO das unsichtbare Wand heiz-/-kühlsystem für behagliche Raumtemperaturen Konstruktion Die werkseitig montierten Heiz-/ Kühlregister bestehen aus hochwertigen, maschinell hergestellten Kupferrohrmäandern, die in Aluminium-Wärmeleitprofile eingepresst und mit Stabilisatorschienen fixiert sind. system TENNO kann wahlweise entweder auf vorhandene, tragfähige Wände (z.b. bei der Sanierung) montiert oder auch in Metallständerwände (z.b. Raumtrennwände) integriert werden. Ausführungsbeispiel: Wandsystem TENNO montiert an Betonwand mit Schall- bzw. Wärmedämmung und gelochter Gipskartonplatte für eine gute Raumakustik ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 87

88 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Thermisch aktive Wandelemente > TENNO Planung und Auslegung Die Kühl- und Heizleistungswerte des Wandsystems TENNO können näherungsweise dem nebenstehenden Diagramm entnommen werden. Die Leistung wird in Abhängigkeit der Temperaturdifferenz zwischen der mittleren Wassertemperatur und der Raumtemperatur abgelesen. Das Diagramm zeigt die Kennlinie für den Heiz- und gleichzeitig für den Kühlfall der aktiven Fläche der Heiz-/Kühlregister. Bei Metallständerkonstruktionen wird eine Elementbreite von mm empfohlen, wenn das Rastermaß wie üblich mm beträgt. Flächenbezogene Leitung [W/m²] Heiz-/Kühlleistung bei Rohrabstand 90 mm und 110 mm (Wärmeleitprofilbreite 80 mm) Kühl-/Heizleistung bei RA = 90 mm Kühl-/Heizleistung bei RA = 110 mm Temperaturdiferenz [K] Technische Merkmale TENNO Wandverkleidung Gipskarton-Thermoplatten (Standardplattendicke s = 10 mm) Wandausführung Ungelocht, sichtbare oder verdeckte Lochung Oberflächen Anstriche, Tapeten oder Putze Standard-Rohrabstand RA = 90 mm bis 150 mm (in 10 mm Schritten) Kupferrohrmäander Außendurchmesser d a = 10 mm Flächengewicht Ca. 20 kg/m² (Betriebsgewicht) Wasserinhalt Ca. 1 l/m² Konstruktionstiefe 42 mm (Wärmeleitprofilhöhe plus U-Tragschiene) Kühlleistung Bei Δϑ = 10 K, RA = 90 mm 56 W/m² Heizleistung Bei Δϑ = 15 K, RA = 90 mm 82 W/m² Empfohlene Medientemperatur Kühlwassertemperatur: 16 C Heizwassertemperatur: 35 C bis max. 45 C Betriebsbedingungen Grenztemperatur Heizbetrieb max. +50 C Kondensatbildung ist zu vermeiden Empfohlener Druckabfall Max. 25 kpa je Wasserkreis 88 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

89 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Verteil-, Steige und Anbindeleitungen Verteil-, Steige- und Anbindeleitungen Uponor Qualitäts-Rohrleitungssysteme für die Heiz-/Kühldeckenversorgung Lebensadern für das Gebäude Heiz-/Kühldecken können nur dann zuverlässig funktionieren, wenn sie im Kühl- und Heizbetrieb jederzeit mit der erforderlichen Wassermenge und -temperatur beliefert werden. Voraussetzung hierfür ist ein fachgerecht dimensioniertes Leitungsnetz aus hochwertigen Rohren in praxisgerechten Dimensionsabstufungen. Die zur Realisierung kompletter Installationen, vom Kälte-/Wärmerzeuger bis zu den Kühl-/Heizflächen, benötigten Rohre und Verbindungstechniken sind Bestandteil des Zent-Frenger Produktprogramms und optimal auf die Anforderungen seitens Planer, Verarbeiter und Investoren abgestimmt. Formstabil oder flexibel Um die unterschiedlichen Installationsaufgaben erfüllen zu können bietet Zent-Frenger sowohl ein Verbundrohrsystem mit formstabilen Mehrschichtverbundrohren als auch ein Kunststoff-Rohrleitungssystem mit flexiblen PE-Xa Rohren an. Eines haben beide Rohrleitungssystem gemeinsam: sie beinhalten alle wichtigen Komponenten und Werkzeuge und erfüllen höchste Ansprüche an eine schnelle und sichere Installation. Die Uponor Verbund rohre im Dimensionsbereich von mm vereinen die Vorteile von Metall- und Kunststoffrohren und ermöglichen durch ihren speziellen Schichtaufbau große Befes tigungsabstände und engste Biege radien. Sie sind somit die erste Wahl für die Installation in Deckenhohlräumen und Schächten. Ihr Plus Wahlweise formstabiles Verbundrohrsystem oder flexibles PE-Xa Rohrsystem Praxisgerechte Dimensionsabstufungen bis 110 mm Inkrustationsfreie Rohrleitungen für dauerhaft geringe Druckverluste Geringe Befestigungsabstände bei der Verbundrohrmontage Schnelle und sichere Montage durch innovative und langzeitbewährte Verbindungstechniken Komplettsysteme mit allen erforderlichen Fittingen und Montagewerkzeugen Universelle Schraubübergänge für den Anschluss an die bauseitige Anlagentechnik Uponor PE-Xa Rohre kommen hingegen überall dort zum Einsatz, wo eine flexible Rohrleitungsführung erforderlich ist. Die innovative Q&E Verbindungstechnik ermöglicht dabei die Fittingmontage auch in beengten Montageumgebungen. Gleichbleibend geringe Druckverluste Inkrustationen in Rohrleitungen führen zu erhöhten Druckverlusten, welche wiederum höhere Pumpenleistungen und damit steigende Betriebskosten bewirken. Die Installationsrohre von Uponor verfügen über extrem glatte Innenoberflächen. Das hat den Vorteil, dass sich keine Ablagerungen fest setzen können. Somit ist ein gleichbleibender Rohrleitungsdruckverlust auch noch nach vielen Betriebsjahren sicher gestellt. Kunststoffverteiler für die Einzelanbindung Ergänzend zu den Verbundrohr- und PE-Xa -Installationssystemen bietet der modulare Uponor Kühl-/Heizkreisverteiler aus glasfaserverstärktem Polyamid die Möglichkeit, unterschiedlich große Kreise oder Zonen separat anzuschließen, einzuregulieren und zu regeln. Durch die kompakte Bau form lässt er sich praktisch in jeden Deckenhohlraum integrieren. ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 89

90 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Anschlusssysteme > Verteil-, Steige und Anbindeleitungen > Verbundrohrinstallation Verbundrohrinstallation Das 5-Schicht Verbundrohr für die Zukuft gebaut Mit dem 5-Schicht-Verbundrohr hat Uponor ein zukunftsweisendes Qualitätsrohr entwickelt, das die Vorteile eines Metall- und eines Kunststoffrohres vereinigt. Damit werden Produktvorteile erreicht, die kaum zu übertreffen sind: Das innenliegende Aluminiumrohr ist absolut sicher gegen das Eindringen von Sauerstoff. Es kompensiert die Rückstellkräfte und die Längenausdehnung bei Temperaturwechseln. Grundlage des Systems ist die einfache, sichere und schnelle Montage des Rohres mit der langzeitbewährten Press-Verbindungstechnik. Das Uponor Verbundrohr besteht aus einem Aluminiumrohr, auf das innen und außen eine Schicht aus hochtemperaturbeständigem Polyethylen aufgebracht ist (gemäß DIN 16833). Alle Schichten werden durch eine zwischenliegende Haft- vermittlerschicht dauerhaft miteinander verbunden. Eine spezielle Schweißtechnik garantiert ein Höchstmaß an Sicherheit. Die für das Uponor Verbundrohr gewählte Aluminiumstärke ist exakt den Anforderungen Druckfestigkeit wie auch Biegefähigkeit angepasst. Ihr Plus Absolut sauerstoffdichtes Verbundrohr Lieferbar in den Dimensionen mm Einfache Verarbeitung Geringes Gewicht Hohe Formstabilität und Biegeflexibilität Geringe Längenausdehnung Ausgezeichnete Zeitstandfestigkeit Korrosionsbeständigkeit Das Uponor Verbundrohr hat eine vergleichsweise geringe Längenausdehnung aufgrund seiner festen Verbindung der Kunststoffschichten mit dem Aluminium. PE-RT Haftvermittler Haftvermittler PE-RT Aluminiumrohr 90 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

91 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Anschlusssysteme > Verteil-, Steige und Anbindeleitungen > Verbundrohrinstallation In regelmäßigen Zugversuchen wird die Belastbarkeit des Verbundrohres überprüft. Neben der kontinuierlichen Prüfung des Rohres im Labor wird jedes Uponor Verbundrohr während der Produktion auf Maßhaltigkeit und Dichtheit geprüft. Technische Daten und Lieferdimensionen Abmessungen d a x s [mm]/dn 16 x 2/12 20 x 2,25/15 25 x 2,5/20 32 x 3/25 Innendurchmesser d i [mm] 12 15, Länge Ring [m] 100/200/ /200 50/ Länge Stange [m] Außendurchmesser Ring [cm] Gewicht Ring/Stange [g/m] 105/ / / /323 Gewicht Ring/Stange mit Wasser 10 C [g/m] 218/ / / /854 Gewicht pro Ring [kg] 10,5/21,0/52,5 14,8/29,6 10,6/21,1 16,2 Gewicht pro Stange [kg] 0,59 0,80 1,20 1,6 Wasservolumen [l/m] 0,113 0,189 0,314 0,531 Rohrrauigkeit k [mm] 0,0004 0,0004 0,0004 0,0004 Wärmeleitfähigkeit 0,40 0,40 0,40 0,40 λ [W/mK] Ausdehnungskoeffizient α [m/mk] 25 x x x x 10-6 Abmessungen d a x s [mm]/dn 40 x 4/32 50 x 4,5/40 63 x 6/50 75 x 7,5/65 90 x 8,5/ x 10/90 Innendurchmesser d i [mm] Länge Ring [m] Länge Stange [m] Außendurchmesser Ring [cm] Gewicht Ring/Stange [g/m] /508 /745 /1224 /1788 /2545 /3597 Gewicht Ring/Stange mit Wasser 10 C [g/m] /1310 /2065 /3267 /4615 /6730 /9959 Gewicht pro Ring [kg] 16,2 Gewicht pro Stange [kg] 2,54 3,73 6,12 8,94 12,73 17,99 Wasservolumen [l/m] 0,8 1,32 2,04 2,827 4,185 6,362 Rohrrauigkeit k [mm] 0,0004 0,0004 0,0004 0,0004 0,0004 0,0004 Wärmeleitfähigkeit 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 λ [W/mK] Ausdehnungskoeffizient α [m/mk] 25 x x x x x x 10-6 Temperaturbeständigkeit: Trinkwasser: Die zulässige Dauerbetriebstemperatur liegt zwischen 0 und 70 C bei einem max. Dauerbetriebsdruck von 10 bar. Die kurzzeitige Störfalltemperatur beträgt 95 C für max. 100 Stunden Betriebsdauer. Heizung: Die zulässige maximale Dauerbetriebstemperatur liegt bei 80 C bei einem max. Dauerbetriebsdruck von 10 bar. Die kurzzeitige Störfalltemperatur beträgt 100 C für max. 100 Stunden Betriebsdauer. An Anlagen mit Betriebstemperaturen, welche die zulässige Dauerbetriebstemperatur überschreiten, wie z. B. Solar- oder Fernwärmeanlagen, darf das Uponor Verbundrohrsystem nicht direkt angeschlossen werden. Es muss in jeder Situation sichergestellt sein, dass die Einsatzgrenzen für das Uponor Verbundrohr nicht überschritten werden. ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 91

92 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Anschlusssysteme > Verteil-, Steige und Anbindeleitungen > Verbundrohrinstallation Das Pressfitting-Modularsystem für Verteil- und Steigleitungen: Flexible Planung, zuverlässige Beschaffung, einfache Montage Schneller planen mit nur 40 Komponenten Konventionelle mm-installationssysteme benötigen bis zu 300 unterschiedliche Bauteile. Das Verbundrohrsystem für Verteilund Steigleitungen kommt mit 40 Komponenten aus eine deutliche Erleichterung für Ihre Planung. Trotz der übersichtlichen Komponentenzahl deckt das System nahezu jede vorstellbare Aufgabenstellung ab und eröffnet Spielräume für kreative Lösungen. Flexibel bei Planungsänderungen Wenn auf der Baustelle unerwartete Probleme auftreten, die eine Anpassung der Planung erforderlich machen, können Sie durch die Verbindungstechnik nach dem Verpressen und Verriegeln-Prinzip flexibel reagieren. Verbindungen können in der Installationsphase jederzeit entriegelt, gelöst und dann wieder zusammengesteckt werden. Kosteneffiziente Logistik Das Pressfitting-Modularsystem für Verteil- und Steig leitungen bietet durch die geringe Anzahl an Komponenten beste Voraussetzungen dafür, jederzeit alle Komponenten verfügbar zu halten. Weniger Komponenten bedeuten außerdem weniger Investitionsbedarf, weniger Verwaltungsaufwand und weniger Platzbedarf im Lager. Darüber hinaus gibt es keine selten benötigten Spezialkomponenten wenn bei einem Projekt ein Bauteil übrig bleiben sollte, kann es problemlos beim nächsten Auftrag eingesetzt werden. Bauverzögerungen durch lange Lieferzeiten, wie sie sonst gerade bei Sonderfittings keine Seltenheit sind, gehören damit der Vergangenheit an. Kompakte Dimensionsübergänge Bei konventionellen Systemen müssen bei der Verbindung unterschiedlicher Leitungsdurchmesser häufig mehrere Reduzier stücke hintereinander gekoppelt werden. Das Verbundrohrsystem für Verteilund Steigleitungen bewältigt diese Aufgabe mit einem einzigen Bauteil eine deutlich schnellere, kompaktere und stabilere Lösung. Ihr Plus Großer Dimensionsbereich von mm für jede Objektgröße Komplette Installation von der Kellerverteilung bis zur Heiz-/Kühlfläche mit einem Rohrmaterial möglich Nur wenige Systemkomponenten ermöglichen hunderte von Variationen Vorfertigte Verpressungen auf der Werkbank erleichtern die Montage erheblich Sowohl für die Trinkwasserinstallation als auch für die Heizungsinstallation einsetzbar 92 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

93 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Anschlusssysteme > Verteil-, Steige und Anbindeleitungen > Verbundrohrinstallation Fixpunkte für thermisch bedingte Längenänderungen In Rohrleitungssystemen mit langen Versorgungsabschnitten sind häufig Fixpunkte erforderlich. Mit den Distanzadaptern (RS2/RS3) sind diese schnell und einfach zu erstellen. Die umlaufenden Stege in der Mitte der Abstandhalter erleichtern die Befestigung von Fixpunkt- Schellen. Distanzadapter mit Mehrfachfunktion Die Distanzadapter aus dem Pressfitting-Modularsystem für Verteilund Steigleitungen erfüllen gleich drei Baustellenanforderungen: Sie erleichtern die Montage von Verteilleitungen auf mehreren Ebenen. Sie ermöglichen den modularen Aufbau von T-Verteilern. Sie sind für Fixpunkte zu verwenden. Ihr Plus Einfach und schnell zu installieren Ideal für die Vorfertigung, z. B. von Hauptverteilern Maximale Anwendungsvielfalt mit nur vier Abstandhalter-Typen (RS2 und RS3) Besonders auch für die Renovierung und Erweiterung von Altanlagen geeignet Einfacher und schneller Wechsel von Rohrleitungsebenen In einem Verteilleitungsnetzwerk verlaufen die Hauptversorgungsleitungen und Abzweigleitungen häufig in unterschiedlichen Ebenen. Mit den Distanzadaptern in Kombination mit 45 Winkeln sind Ebenensprünge mit nur minimaler Höhendifferenz möglich. Die Länge der Distanzadapter ist so optimiert, dass noch genügend Zwischenraum zwischen den Installationsebenen bleibt, um die Rohrleitungen gemäß den Wärmedämmanforderungen zu zu dämmen. Flexibler Aufbau von Hauptverteilern Einteilige Verteiler, z.b. aus ge - schweißten Stahlrohren, müssen häufig objektabhängig gefertigt werden, was eine genaue Anlagenund Zeitplanung erforderlich macht. Eine spontane Änderung der Baugröße auf der Baustelle ist oft nicht mehr möglich. Mit dem modularen Fittingsystem und den dazugehörenden Distanzadaptern lassen sich Verteiler unterschiedlicher Größe flexibel und mit wenigen Handgriffen anfertigen. Die Länge der Distanzadapter ist dabei so bemessen, dass die nachträgliche Wärmedämmung des Verteilers bzw. der Rohrleitungen gemäß Anforderungen problemlos möglich ist. Flexible Winkel Besonders in Altbauten sind Wände und Decken oft nicht rechtwinkelig zueinander. Das erfordert ein Rohrleitungssystem, das sich bei Richtungsänderungen dem Bauwerk anpasst. Mit den kurzen Abstandhaltern (5 mm) in Verbindung mit zwei 45 Winkeln kann jeder gewünschte Winkel durch Verdrehen der Komponenten realisiert werden. ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 93

94 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Anschlusssysteme > Verteil-, Steige und Anbindeleitungen > Verbundrohrinstallation Verpressen Einstecken Verriegeln Auf der Baustelle mussten Pressverbindungen bisher häufig in großer Höhe oder in beengten Raumsituationen hergestellt werden. Das Handling von Leitungsabschnitten, Fittings und schweren Werkzeugen erfordert unter solchen Bedingungen mehrere Personen, erhöht die Unfallgefahr und führt nicht immer zu einwandfreien Arbeitsergebnissen. Mit dem Pressfitting-Modularsystem für Verteilund Steigleitungen können Sie alle erforderlichen Pressverbindungen bequem und sicher auf der Werkbank herstellen. Nur hier wird schweres Werkzeug benötigt. Vor Ort werden die vormontierten Verbundrohrstücke dann werkzeuglos in die Fittings eingesteckt und verriegelt. Auf diese Weise ist eine schnelle, hochwertige Installation selbst unter schwierigsten räumlichen Bedingungen sichergestellt. Belastende Arbeiten in beengten Winkeln oder Über- Kopf-Position gehören der Vergangenheit an. 1 In vier Schritten zur perfekten Verbindung Durch den modularen Systemaufbau werden alle Ver bindungen in den selben vier Schritten aufgebaut. Werkzeuge werden dabei nur für die Verpressung benötigt, und dieser Arbeitsschritt kann bequem an der Werkbank durchgeführt werden. 1 Einfach das entgratete Verbundrohr in den Pressadapter einführen. 2 Verbindung verpressen. 3 Pressadapter in den Grundkörper einführen. 4 Verriegelungselement in die Öffnung des Fittingkörpers einschieben und einrasten lassen Dimensionsabhängige Farbcodierung mm Die Press-Fittings des modularen Fittingsystems verfügen über farbige Anschlagringe. Farbcode Dimension Dadurch ist eine einfache Zuordnung des Fittings zu der jeweiligen Dimension möglich. Prüfsicherheit unverpresst undicht Im unverpressten Zustand sind die Press-Fittings des modularen Fittingsystems undicht. Das hat den Vorteil, dass vergessenen Verpressungen bei der Druckprüfung sofort sichtbar werden und nachgepresst werden können. click 94 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

95 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Anschlusssysteme > Verteil-, Steige und Anbindeleitungen > Verbundrohrinstallation Daten für die Rohrnetzberechnung Rohrreibungstabellen Verbundrohr (Heizen) Rohrreibungsdruckgefälle für Wasser in Abhängigkeit vom Wärme- bzw. Massenstrom bei mittlerer Wassertemperatur von 32,5 C und einer Spreizung von Δϑ = 5 K (35 C/30 C) d a x s 14 x 2 mm 16 x 2 mm 18 x 2 mm d i 10 mm 12 mm 14 mm V/l 0,08 l/m 0,11 l/m 0,15 l/m Q m w R w R w R W kg/h m/s Pa/m m/s Pa/m m/s Pa/m , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , Q = Leistung in Watt w = Strömungsgeschwindigkeit in Meter/Sekunde R = Rohrreibungsdruckgefälle in Pascal/Meter (100 Pa = 1 hpa = 1 mbar, 1 hpa ~ 10 mm WS) ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 95

96 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Anschlusssysteme > Verteil-, Steige und Anbindeleitungen > Verbundrohrinstallation Rohrreibungstabellen Verbundrohr (Heizen) Rohrreibungsdruckgefälle für Wasser in Abhängigkeit vom Wärme- bzw. Massenstrom bei mittlerer Wassertemperatur von 32,5 C und einer Spreizung von Δϑ = 5 K (35 C/30 C) d a x s 20 x 2,25 mm 25 x 2,5 mm 32 x 3 mm d i 15,5 mm 20 mm 26 mm V/l 0,19 l/m 0,31 l/m 0,53 l/m Q m w R w R w R W kg/h m/s Pa/m m/s Pa/m m/s Pa/m , ,06 5 0, , ,09 9 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , Q = Leistung in Watt w = Strömungsgeschwindigkeit in Meter/Sekunde R = Rohrreibungsdruckgefälle in Pascal/Meter (100 Pa = 1 hpa = 1 mbar, 1 hpa ~ 10 mm WS) 96 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

97 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Anschlusssysteme > Verteil-, Steige und Anbindeleitungen > Verbundrohrinstallation Rohrreibungstabellen Verbundrohr (Heizen) Rohrreibungsdruckgefälle für Wasser in Abhängigkeit vom Wärme- bzw. Massenstrom bei mittlerer Wassertemperatur von 32,5 C und einer Spreizung von Δϑ = 5 K (35 C/30 C) d a x s 40 x 4 mm 50 x 4,5 mm 63 x 6 mm d i 32 mm 41 mm 51 mm V/l 0,80 l/m 1,32 l/m 2,04 l/m Q m w R w R w R W kg/h m/s Pa/m m/s Pa/m m/s Pa/m , ,15 8 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , Q = Leistung in Watt w = Strömungsgeschwindigkeit in Meter/Sekunde R = Rohrreibungsdruckgefälle in Pascal/Meter (100 Pa = 1 hpa = 1 mbar, 1 hpa ~ 10 mm WS) ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 97

98 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Anschlusssysteme > Verteil-, Steige und Anbindeleitungen > Verbundrohrinstallation Rohrreibungstabellen Verbundrohr (Heizen) Rohrreibungsdruckgefälle für Wasser in Abhängigkeit vom Wärme- bzw. Massenstrom bei mittlerer Wassertemperatur von 32,5 C und einer Spreizung von Δϑ = 5 K (35 C/30 C) d a x s 75 x 7,5 mm 90 x 8,5 mm 110 x 10 mm d i 60 mm 73 mm 90 mm V/l 2,83 l/m 4,18 l/m 6,36 l/m Q m w R w R w R W kg/h m/s Pa/m m/s Pa/m m/s Pa/m , ,23 9 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , Q = Leistung in Watt w = Strömungsgeschwindigkeit in Meter/Sekunde R = Rohrreibungsdruckgefälle in Pascal/Meter (100 Pa = 1 hpa = 1 mbar, 1 hpa ~ 10 mm WS) 98 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

99 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Anschlusssysteme > Verteil-, Steige und Anbindeleitungen > Verbundrohrinstallation Rohrreibungstabellen Verbundrohr (Kühlen) Rohrreibungsdruckgefälle für Wasser in Abhängigkeit vom Wärme- bzw. Massenstrom bei mittlerer Wassertemperatur von 18,5 C und einer Spreizung von Δϑ = 3 K (17 C/20 C)* d a x s 14 x 2 mm 16 x 2 mm 18 x 2 mm d i 10 mm 12 mm 14 mm V/l 0,08 l/m 0,11 l/m 0,15 l/m Q m w R w R w R W kg/h m/s Pa/m m/s Pa/m m/s Pa/m , ,04 5 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , * Eine mögliche Kondensatbildung ist zu berücksichtigen. Es sind gegebenenfalls geeignete Maßnahmen zur Kondensatableitung zu treffen. Bei ungenügend gedämmten Kaltwasserleitungen kann es zu Tauwasserbildung auf der Dämmschichtoberfläche kommen, ungeeignete Materialien können durchfeuchten. Deshalb sollten geschlossenzellige oder vergleichbare Materialien mit einem hohen Wasserdampfdiffusionswiderstand verwendet werden. Alle Stoß-, Schnitt-, Naht- und Endstellen sind wasserdampfdicht zu verschließen. Q = Leistung in Watt w = Strömungsgeschwindigkeit in Meter/Sekunde R = Rohrreibungsdruckgefälle in Pascal/Meter (100 Pa = 1 hpa = 1 mbar, 1 hpa ~ 10 mm WS) ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 99

100 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Anschlusssysteme > Verteil-, Steige und Anbindeleitungen > Verbundrohrinstallation Rohrreibungstabellen Verbundrohr (Kühlen) Rohrreibungsdruckgefälle für Wasser in Abhängigkeit vom Wärme- bzw. Massenstrom bei mittlerer Wassertemperatur von 18,5 C und einer Spreizung von Δϑ = 3 K (17 C/20 C)* 100 d a x s 20 x 2,25 mm 25 x 2,5 mm 32 x 3 mm d i 15,5 mm 20 mm 26 mm V/l 0,19 l/m 0,31 l/m 0,53 l/m Q m w R w R w R W kg/h m/s Pa/m m/s Pa/m m/s Pa/m , ,05 4 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , * Eine mögliche Kondensatbildung ist zu berücksichtigen. Es sind gegebenenfalls geeignete Maßnahmen zur Kondensatableitung zu treffen. Bei ungenügend gedämmten Kaltwasserleitungen kann es zu Tauwasserbildung auf der Dämmschichtoberfläche kommen, ungeeignete Materialien können durchfeuchten. Deshalb sollten geschlossenzellige oder vergleichbare Materialien mit einem hohen Wasserdampfdiffusionswiderstand verwendet werden. Alle Stoß-, Schnitt-, Naht- und Endstellen sind wasserdampfdicht zu verschließen. Q = Leistung in Watt w = Strömungsgeschwindigkeit in Meter/Sekunde R = Rohrreibungsdruckgefälle in Pascal/Meter (100 Pa = 1 hpa = 1 mbar, 1 hpa ~ 10 mm WS) ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

101 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Anschlusssysteme > Verteil-, Steige und Anbindeleitungen > Verbundrohrinstallation Rohrreibungstabellen Verbundrohr (Kühlen) Rohrreibungsdruckgefälle für Wasser in Abhängigkeit vom Wärme- bzw. Massenstrom bei mittlerer Wassertemperatur von 18,5 C und einer Spreizung von Δϑ = 3 K (17 C/20 C)* d a x s 40 x 4 mm 50 x 4,5 mm 63 x 6 mm d i 32 mm 41 mm 51 mm V/l 0,80 l/m 1,32 l/m 2,04 l/m Q m w R w R w R W kg/h m/s Pa/m m/s Pa/m m/s Pa/m , ,12 7 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , * Eine mögliche Kondensatbildung ist zu berücksichtigen. Es sind gegebenenfalls geeignete Maßnahmen zur Kondensatableitung zu treffen. Bei ungenügend gedämmten Kaltwasserleitungen kann es zu Tauwasserbildung auf der Dämmschichtoberfläche kommen, ungeeignete Materialien können durchfeuchten. Deshalb sollten geschlossenzellige oder vergleichbare Materialien mit einem hohen Wasserdampfdiffusionswiderstand verwendet werden. Alle Stoß-, Schnitt-, Naht- und Endstellen sind wasserdampfdicht zu verschließen. Q = Leistung in Watt w = Strömungsgeschwindigkeit in Meter/Sekunde R = Rohrreibungsdruckgefälle in Pascal/Meter (100 Pa = 1 hpa = 1 mbar, 1 hpa ~ 10 mm WS) ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 101

102 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Anschlusssysteme > Verteil-, Steige und Anbindeleitungen > Verbundrohrinstallation Rohrreibungstabellen Verbundrohr (Kühlen) Rohrreibungsdruckgefälle für Wasser in Abhängigkeit vom Wärme- bzw. Massenstrom bei mittlerer Wassertemperatur von 18,5 C und einer Spreizung von Δϑ = 3 K (17 C/20 C)* 102 d a x s 75 x 7,5 mm 90 x 8,5 mm 110 x 10 mm d i 60 mm 73 mm 90 mm V/l 2,83 l/m 4,18 l/m 6,36 l/m Q m w R w R w R W kg/h m/s Pa/m m/s Pa/m m/s Pa/m , ,15 5 0, , ,19 7 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , * Eine mögliche Kondensatbildung ist zu berücksichtigen. Es sind gegebenenfalls geeignete Maßnahmen zur Kondensatableitung zu treffen. Bei ungenügend gedämmten Kaltwasserleitungen kann es zu Tauwasserbildung auf der Dämmschichtoberfläche kommen, ungeeignete Materialien können durchfeuchten. Deshalb sollten geschlossenzellige oder vergleichbare Materialien mit einem hohen Wasserdampfdiffusionswiderstand verwendet werden. Alle Stoß-, Schnitt-, Naht- und Endstellen sind wasserdampfdicht zu verschließen. Q = Leistung in Watt w = Strömungsgeschwindigkeit in Meter/Sekunde R = Rohrreibungsdruckgefälle in Pascal/Meter (100 Pa = 1 hpa = 1 mbar, 1 hpa ~ 10 mm WS) ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

103 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Anschlusssysteme > Verteil-, Steige und Anbindeleitungen > Verbundrohrinstallation Installationshinweise Berücksichtigung der thermischen Längenänderung Die thermischen Längenänderungen, die sich aufgrund wechselnder Einsatztemperaturen ergeben, müssen konstruktiv bei der Rohrführung berücksichtigt werden. Bei der Längenänderung spielt die Temperaturdifferenz Δϑ und die Rohrlänge L eine entscheidende Rolle. Bei allen Montagevarianten, insbesondere bei frei beweglich verlegten Rohren, wie z. B. Heizkörperan- schlussleitungen aus dem Fußboden oder aus der Sockelleiste sowie bei Kellerverteil- und Steigleitungen, muss die Längenausdehnung der Uponor Verbundrohre berücksichtigt werden, um übermäßige Spannungen im Rohrmaterial und Schäden an den Anschlüssen zu vermeiden. Für Rohre, die in der Wand unter Putz eingemauert werden oder im Estrich eingebaut werden, wird die Längenausdehnung durch die Dämmung im Bereich der Richtungsänderung aufgenommen. Die Längenänderung berechnet sich nach folgender Gleichung: ΔL = a L Δϑ Hierbei sind: ΔL Längenausdehnung (mm) a Längenausdehnungskoeffizient (0,025 mm/mk) L Leitungslänge (m) Δϑ Temperaturdifferenz (K) ϑ ϑ Δ ϑ ϑ ϑ ϑ ϑ ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 103

104 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Anschlusssysteme > Verteil-, Steige und Anbindeleitungen > Verbundrohrinstallation Rohrleitungsbefestigung Bei der Planung und Verlegung des Uponor Verbundrohrsystems sind neben den bautechnischen An - forderungen auch die thermisch bedingten Längen ausdehnungen zu berücksichtigen. misch bedingten Längenausdehnung einen entsprechenden Dehnungsausgleich erhalten. Dazu ist die Kenntnis der Lage aller Fixpunkte nötig. Kompensiert wird immer zwischen zwei Fixpunkten (FP) und Richtungsänderungen (Biegeschenkel BS). Uponor Mehrschichtverbund rohre dürfen nicht starr zwischen zwei Festpunkten eingebaut werden. Die Längenänderung der Rohre muss immer aufgenommen bzw. gelenkt werden. Freiverlegte Uponor Verbund rohre müssen zur Kompensation der ther- Bestimmung der Biegeschenkellänge Grafische Bestimmung der erforderlichen Biegeschenkellänge Δϑ Ablesebeispiel Installationstemperatur: 20 C Betriebstemperatur: 60 C Temperaturdifferenz Δϑ: 40 K Dehnungsschenkellänge: 25 m Rohrdimension d a s: 32 3 mm Erforderliche Biegeschenkellänge L BS : ca. 850 mm Berechnungsformel L BS = k d a (Δϑ α L) d a = Rohr-Außendurchmesser [mm] L = Dehnungsschenkellänge [m] L BS = Biegeschenkellänge [mm] α = Längenausdehnungskoeffizient (0,025 mm/mk) Δϑ = Temperaturdifferenz [K] k = 30 (Werkstoffkonstante) 104 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

105 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Anschlusssysteme > Verteil-, Steige und Anbindeleitungen > Verbundrohrinstallation Befestigungstechnik Armaturen- und Geräteanschlüsse sowie Anschlüsse von Mess- und Regeleinrichtungen sind grundsätzlich verdrehsicher auszuführen. Alle Rohrleitungen sind so zu führen, dass die thermische Längenänderung (Erwärmung und Abkühlung) nicht behindert wird. frei verlegt, müssen keine Tragschalen verwendet werden. Folgende Tabelle stellt den maximalen Befestigungsabstand L zwischen den einzelnen Rohrschellen für die unterschiedlichen Rohrdimensionen dar. Art und Abstände der Rohrbefestigung sind abhängig von Druck, Temperatur und Medium. Die Auslegung der Rohrbefestigungen ist nach der Gesamtmasse (Rohrgewicht + Gewicht des Mediums + Gewicht der Dämmung) fachgerecht nach den anerkannten Regeln der Technik vorzunehmen. Es wird empfohlen, die Rohrbefestigungen möglichst in Nähe der Form- und Verbindungsstücke zu setzen. Die Längenänderung zwischen zwei Festpunkten kann durch Dehnungsbögen, Kompensatoren oder durch Richtungsänderung der Rohrleitung aufgenommen werden. Werden die Uponor Verbund rohre an der Decke mit Rohr schellen Befestigungsabstände Rohrdimension d a x s [mm] Maximaler Befestigungsabstand zwischen den Rohrschellen L Rohrgewicht mit 10 C Wasserfüllung/ohne Dämmung horizontal vertikal Ring Stange Ringware [m] Stangenware [m] Stangenware [m] [kg/m] [kg/m] 16 2,0* 1,20 2,00 2,30 0,218 0, ,25* 1,30 2,30 2,60 0,338 0, ,5* 1,50 2,60 3,00 0,529 0, ,0* 1,60 2,60 3,00 0,854 0, ,0 2,00 2,20 1, ,5 2,00 2,60 2, ,0 2,20 2,85 3, ,5 2,40 3,10 4, ,5 2,40 3,10 6, ,0 2,40 3,10 9,987 * Uponor Uni Pipe PLUS ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 105

106 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Anschlusssysteme > Verteil-, Steige und Anbindeleitungen > PE-Xa Rohrinstallation PE-Xa Rohrinstallation PE-Xa der hochbelastbare Rohrwerkstoff Das von Zent-Frenger eingesetzte Quick & Easy Rohr aus vernetztem Polyethylen (PE-Xa) hat sich seit der Entwicklung im Jahre 1967 in unzähligen Bauvorhaben bestens bewährt. Die Qualität des Rohres ist nach dem derzeitigen Stand der Kunststoffverfahrenstechnik unübertroffen. Umfangreiche Zertifizierungen liegen vor. Die extreme Robustheit des Uponor PE-Xa Rohres resultiert aus der Vernetzung des Basisrohres im Produktionsprozess. Bei ca. 250 C wird eine gleichmäßige dreidimensionale Vernetzung über den gesamten Rohrquerschnitt erreicht. Es entsteht ein einziges, ro bustes Makromolekül. Zusätzlich wird es mit einer Sauerstoffdiffusionssperrschicht und einem äußeren Schutzmantel aus vernetztem Polyethylen versehen. Hervorragende Zeitstandfestigkeit Das Uponor PE-Xa Rohr hält gemäß DIN Ausgabe 7/2000 ein Bauleben lang. Gegenüber den abknickenden Zeitstandskurven von unvernetzten Kunststoffrohren haben die für das Uponor PE-Xa Rohr geltenden Kurven im Zeitstandsdiagramm einen linearen Verlauf ein Indiz für die enorme Langlebigkeit der Uponor PE-Xa Rohre. Vernetztes Basisrohr Ihr Plus Vorteile des Uponor PE-Xa Rohres: Auch bei tiefen Temperaturen flexibel Unempfindlich gegen Spannungsrisse Schlagzäh Wärmeformbeständig Chemikalienbeständig Langlebig Sauerstoffdicht gemäß DIN 4726 Standzeit: Mediumrohr aus PE-Xa Uponor PE-Xa Rohre mit Q&E Fittings Zeitstand-Innendruckfestigkeit [MPa] Standzeit [Jahre] Standzeit [h] 106 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

107 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Anschlusssysteme > Verteil-, Steige und Anbindeleitungen > PE-Xa Rohrinstallation Uponor Quick & Easy (Q&E) Verbindungstechnik Nach dem Aufweiten verbindet die Rückstellkraft Zunächst wird der Q&E Sicherungsring auf das Rohrende aufgesteckt. Anschließend wird das Rohrende zu - sammen mit dem aufgesteckten Ring aufgeweitet. Dazu werden Akku-Aufweitwerkzeuge mit den passenden Aufweitköpfen eingesetzt. Bevor das Rohrende durch den Memory-Effekt versucht, seine Ausgangsform wieder anzunehmen, wird der Uponor Quick & Easy Fitting eingeschoben. Schon nach einigen Sekunden schrumpft das Rohr auf das Fittingprofil und es entsteht eine absolut sichere und dichte Verbindung. Je nach Verarbeitungstemperatur kann meist schon kurz nach Abschluss der Installationsarbeiten die Dichtheitsprüfung erfolgen. Dort aufweiten, wo Platz ist Oft müssen Verbindungen unter beengten räumlichen Bedingungen, z.b. in Nischen und Schächten, erstellt werden. Hier bietet Quick & Easy einen entscheidenden Montagevorteil: Das Rohrende mit dem Sicherungsring kann bei Bedarf auch abseits des Montageortes aufgeweitet und anschließend auf den Fittingnippel oder Verteileranschluss gesteckt werden. Ihr Plus Innovative und dauerhafte, dichte Verbindungstechnik Sehr hohe Auszugsfestigkeit Löten und Schweißen entfallen, daher keine Brandgefahr Rohrwerkstoff ist gleich Dichtwerkstoff, deshalb keine O-Ringe erforderlich Sichere Montage in nur drei Schritten Stecken Sie den Sicherungsring bis zum Anschlag auf das rechtwinklig abgeschnittene Rohrende. Weiten Sie das Rohrende auf. Für eine gleichmäßige Aufweitung wird dabei der Aufweitkopf im Rohrende durch die spezielle Werkzeugmechanik automatisch gedreht. Schieben Sie das aufgeweitete Rohrende zügig bis zum Anschlag auf den Fittingnippel. Kurz halten, bis das Rohr aufgeschrumpft ist. Fertig! ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 107

108 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Anschlusssysteme > Verteil-, Steige und Anbindeleitungen > PE-Xa Rohrinstallation Installationshinweise Thermische Längenänderung von Uponor PE-Xa Rohren Uponor PE-Xa Rohre verändern, wie alle Werkstoffe, abhängig von den jeweiligen Einbau- und Betriebstemperaturen ihre Länge (thermische Längenänderung). Hierbei dehnen sie sich entweder aus (Temperaturanstieg) oder sie verkürzen sich (Abkühlung). Das Ausmaß der Längenänderung wird durch die installierte Rohrlänge, die Temperaturdifferenz und durch den α-wert des Rohrwerkstoffes bestimmt und kann mit nachfolgender Formel näherungsweise errechnet werden. ΔL = α L Δϑ Hierbei sind: ΔL = Längenausdehnung [mm] α = Längenausdehnungskoeffizient (0,18 mm/mk) L = Leitungslänge [m] Δϑ = Temperaturdifferenz [K] Ablesebeispiel Installierte Rohrlänge L 5 m Einbautemperatur 20 C max. Betriebstemperatur 70 C Temperaturdifferenz Δϑ = 50 K Längenänderung ΔL 42 mm Aus dem Ausdehnungsdiagramm können die zu erwartenden Längenausdehnungen für Uponor PE-Xa ϑ Rohre bei unterschiedlichen Rohrlängen und Temperatur differenzen abgelesen werden. Biegeschenkel Bei der Installation freiverlegter, warmgehender Uponor PE-Xa Rohre sind die zu erwartenden thermischen Längenänderungen konstruktiv, z.b. durch die fachgerechte Anordnung von Fixpunkten, Gleitschellen und Biegeschenkeln zu berücksichtigen. Die Biegeschenkellänge L BS kann mit nachfolgender Formel berechnet werden. Berechnungsformel L BS = k d a ΔL d a = Rohr-Außendurchmesser [mm] L = Längeausdehnung [mm] L BS = Biegeschenkellänge [mm] Δϑ = Temperaturdifferenz [K] k = 12 (Werkstoffkonstante von PE-Xa) 108 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

109 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Anschlusssysteme > Verteil-, Steige und Anbindeleitungen > PE-Xa Rohrinstallation Befestigungsabstände freiverlegter Leitungen Frei verlegte, warmgehende Leitungen sollten mit Tragschalen verlegt werden. Soll seitliches Ausweichen der Rohrleitung ohne Tragschalen sicher vermieden werden, werden die Rohre zweckmäßigerweise nach dem Festpunktverfahren verlegt (DIN EN 806-4). zwischen zwei Festpunkten in axialer Richtung darf 6,0 m nicht überschreiten. Durch Rohrführungshalterungen ist seitliches Ausweichen der Rohrleitung auszuschließen. Das nachfolgende Bild zeigt die Verlegung im Festpunktverfahren, für die grundsätzlich eine Wärmedämmung z.b. aus FCKW-freien PUR Halbschalen mit Folienmantel vorgesehen ist. Richtungsänderungen, Abzweige und Rohreinbauteile werden dabei durch geeignet angebrachte Festpunkte gegen Ortsverschiebungen gesichert und angrenzende Leitungsteile vor einer Beanspruchung durch Biege- und Torsionsmomente sowie Schubkräfte geschützt. Zwischen zwei Festpunkten wird die temperaturbedingte Längenänderung vollständig unterdrückt. Der Abstand a a L Verlegung nach dem Festpunktverfahren bei vertikal verlegten Rohrleitungen kann der Wert a mit 1,3 multipliziert werden Außendurchmesser Rohr Abstand zwischen zwei Festpunkten Abstand zwischen Gleitschellen oder zwischen Gleitschellen und Festpunkt d a [mm] L [mm] a [mm] ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 109

110 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Anschlusssysteme > Verteil-, Steige und Anbindeleitungen > Kühl-/Heizkreisverteiler Kühl-/Heizkreisverteiler im Deckenhohlraum Der von Zent-Frenger eingesetzte Uponor Vario PLUS Verteiler aus glasfaserverstärktem Polyamid bietet durch das modulare Konzept variable Einsatzmöglichkeiten. Mit nur wenigen Komponenten (Basis Kit plus 1/3/4/6 fach Grundkörper) lassen sich Verteilergrößen von 2 bis 12 Heizkreisen zusammen bauen. So hat man bei überschaubarem Lagerbestand immer die passende Verteilergröße zur Hand. Bei Bedarf kann der Verteiler auch noch nachträglich mit dem Uponor Vario PLUS Verteiler Einzelsegment verlängert werden. Besonders praktisch: Die einzelnen Komponenten sind mit einem Spezialgewinde und Dichtungsringen versehen und werden einfach von Hand werkzeuglos miteinander verbunden wobei die Grundkörper sowohl mit den Heizkreisanschlüssen nach unten als auch nach oben montiert werden können. Vielseitig in der Anwendung der modulare Uponor Vario PLUS Verteiler Werkseitig sind die Grundkörper mit oder ohne Durchflussmesser (Anzeigebereich: 0 4 l/min) lieferbar. Durch die geringe Einbautiefe von nur 72 mm kann der Uponor Vario PLUS Verteiler in nahezu jeden Decken hohlraum und, mit dem passenden Verteilerschrank UP, sogar in Ständerwände eingebaut werden. Ihr Plus Passt durch die geringe Einbautiefe von nur 72 mm in nahezu jede abgehängte Decke Nur wenige Komponenten durch modulares Konzept Module einfach werkzeuglos zu verbinden Erweiterungsmöglichkeit durch Einzelsegmente Mit oder ohne Durchflussmesser lieferbar Durch umfangreiches Zubehör für nahezu jede Einbausituation geeignet 110 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

111 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Anschlusssysteme > Verteil-, Steige und Anbindeleitungen > Kühl-/Heizkreisverteiler Maße und technische Daten Technische Daten Uponor Vario PLUS Verteiler Werkstoff glasfaserverstärktes Polyamid mit Messingeinlagen max. Betriebsdruck 6 bar max. Betriebstemperatur 60 C max. Prüfdruck (24 h, 30 C) 10 bar max. Wassermenge pro Verteiler 3,5 m 3 /h kvs-wert Vorlauf-/Rücklaufventil 1,2 m 3 /h adaptierbare Thermoantriebe TA 230, TA 24, DDC Bestimmung der werkzeuglosen Ventilvoreinstellung (Zahlenangabe auf dem Einstellring) für die Regulierventile im Uponor Vario PLUS Verteiler. ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 111

112 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Anschlusssysteme > Verteil-, Steige und Anbindeleitungen > Kühl-/Heizkreisverteiler Zentraler Heizen/Kühlen-Verteiler Besonders wenn große Heiz-/Kühldecken in mehrere unterschiedliche Zonen und Räume unterteilt sind ist es oft sinnvoll, diese jeweils einzeln an einen zentralen Verteiler anzuschließen. Hier können die Bereiche dann separat abgesperrt, geregelt und hydraulisch untereinander abgeglichen werden. Diese Funktionen erfüllt der Uponor Magna Verteiler. Gegenüber einteiligen Verteilern schafft der modulare Magna Verteiler G 1 ½ aus glasfaserverstärktem Polyamid von Uponor die Möglichkeit, mit nur drei Hauptkomponenten (Basic Kit, Verteilerelement, Halter Kit) Verteiler von 2 20 Heizkreisen herzustellen. Das reduziert die Lagerhaltung und bietet den Vorteil, dass immer die passende Verteilergröße verfügbar ist. Ihr Plus Nur drei Komponenten für einfache Lagehaltung Verteilergrößen mit 2 20 Heizkreisen einfach herstellbar Ideal für Großflächen Geringes Gewicht und einfache Montage Inklusive Thermometer und Manometer Wahlweise mit montierter Klemmringverschraubung 25 x 2,3 mm oder G ¾" Eurokonus Hier steht eine Bildunterschrift. Komponenten Uponor Magna Verteiler Basis Set Das Set beinhaltet neben Thermometern und Manometern alle Basiskomponenten, die zur Befestigung, für den Anschluss und zum Füllen und Entleeren des Verteilers benötigt werden. Uponor Magna Verteilersegmente Die Verteiler-Einzelsegmente für Vor- und Rücklauf sind werkseitig wahlweise mit Klemmringverschraubungen 25 x 2,3 mm oder ¾" Eurokonus ausgestattet und lassen sich einfach und ohne zusätzliche Dichtungen zusammenkoppeln. So können in Verbindung mit dem Basis Set Verteiler mit 2 20 Heizkreisen hergestellt werden. Uponor Magna Verteiler Halter Kit Für größere Verteilerlängen sind zusätzliche Halterungen erforderlich. In dem Verteiler Halter Kit sind bereits Befestigungsmaterialien wie Schrauben und Dübel enthalten. 112 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

113 Gebäudetemperierung mit Zent-Frenger Anschlusssysteme > Verteil-, Steige und Anbindeleitungen > Kühl-/Heizkreisverteiler Maße und technische Daten Uponor Magna Verteiler (modular) Anschlussdimension G 1½ max. Betriebstemperatur 60 C max. Betriebsdruck 6 bar max. Prüfdruck (24 h, 30 C) 10 bar kvs-wert Vorlauf-/Rücklaufventil 2,35 m 3 /h Bestimmung der werkzeuglosen Ventilvoreinstellung (Zahlenan gabe auf dem Einstellring) für die Regulierventile im modularen Uponor Magna Verteiler. ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 113

114 Energiebereitstellung ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

115 Allgemein Großwärmepumpen in praxisgerechten Leistungsabstufungen Individuell maßgeschneiderte Energiezentralen Zufunftsweisende Energiebereitstellung mit Wärmepumpen Wirtschaftlichkeit von Wärmepumpen 116 Nutzung regenerativer Energiequellen 117 GEOZENT Eco Systembeschreibung/Einsatzbereiche 118 Allgemeine Planungshinweise 120 Auslegungshinweise 123 Betriebsarten 124 Ermittlung der Heizleistung 127 Berechnung der Norm-Heizlast bei Neubauten 129 Dimensionierung der Wärmepumpe 132 Transport und Aufstellung 135 Anschluss und Inbetriebnahme 136 Anwendungsfälle und Beispiele 137 Technische Daten 147 Leistungsdiagramme 149 Abmessungen und Sicherheitsabstände 164 GEOZENT Profi Systembeschreibung/Einsatzbereiche 182 Mehr als eine Wärmepumpe Die Energiezentrale GEOZENT Profi 183 Bedienung, Diagnose und Optimierung 186 Modular anpassbare Energiekonzepte mit GEOZENT Profi

116 Energiebereitstellung mit Zent-Frenger Zufunftsweisende Energiebereitstellung mit Wärmepumpen > Wirtschaftlichkeit von Wärmepumpen Zufunftsweisende Energiebereitstellung mit Wärmepumpen Wirtschaftlichkeit von Wärmepumpen Mit dem Inkrafttreten der Energieeinsparverordnung wurde auch den Möglichkeiten der modernen Wärmepumpentechnik Rechnung getragen. Architekten, Fachplaner und Bauherren erhalten mit der EnEV die Möglichkeit, die energetisch beste Lösung für ihr Projekt zu finden. Modernster Wärmeschutz kann mit hocheffizienter Anlagentechnik kombiniert werden. Gefragt sind Gesamtlösungen, die in Hinsicht auf Energieverbrauch und Betriebskosten optimiert werden. Bei Systemen, die Umweltenergie nutzen, zeigt sich, dass sich die erforderliche Mehrinvestition in bessere Anlagentechnik durch Energiekosten einsparung amortisieren. Die wesentlichen bauund anlagentechnischen Parameter des Objektes werden be reits in der frühen Planungsphase festgelegt und ermöglichen es, bisher ungenutzte Optimierungspotentiale bei Neubauten besser auszuschöpfen. Ein maßgebliches Energieeinsparpotenzial liegt jedoch auch im Gebäudebestand. Hier sieht die EnEV Nachrüstverpflichtungen und bedingte Anforderungen an Modernisierungsmaßnahmen vor. Mit einer Wärmepumpe kann der Primärenergiebedarf im Bestand wesentlich gesenkt und die bauphysikalischen Maßnahmen begrenzt werden. Die weit verbreitete Meinung, dass sich Wärmepumpen in Bestandsbauten nicht wirtschaftlich darstellen lassen, ist somit inkorrekt. Die Bewertung nach der EnEV erfolgt über den Primärenergiebedarf, welcher sich aus dem Transmissionswärmeverlust des Gebäudes sowie der Anlagenaufwandszahl zusammensetzt. Da die Anlagenaufwandszahl einer Wärmepumpe von der Temperaturdifferenz zwischen Energiegewinnung und Energienutzung abhängt, lässt sich durch die Kombination der erdgekoppelten Wärmepumpe mit einem Niedertemperatur-Heizsystem der Primärenergiebedarf des Objektes weiter optimieren. Primärenergieeinsatz verschiedener Heizsysteme (Bezogen auf die Nutzenergie) Elektroheizung Abwärme, Umwandlung und Verluste ŋ = Wirkungsgrad COP = Leistungsgrad Primärenergie 278% 178% Kraftwerk ŋ = 0,36 Elektroheizung ŋ = 1,0 100% 100% 100% 0% Niedertemperatur- Ölheizung Primärenergie 117% Förderungs-, Transport-, Umwandlungs-, und Verteilverluste sowie Energieaufwand Transport 7% Raffinerie ŋ = 0,94 110% 10% Kessel ŋ = 0,91 100% 100% 0% Erdgas-Brennwert- Heizung Primärenergie 109% Förderungs-, Transport-, Umwandlungs-, und Verteilverluste sowie Energieaufwand Transport 7% Raffinerie ŋ = 0,94 102% 2% Kessel ŋ = 0,98 100% 100% 0% Strom- Wärmepumpe Primärenergie 70% Abwärme, Umwandlung und Verluste Raffinerie ŋ = 0,36 75% Umwelt Wärmpumpe COP = 4,0 45% 25% 100% 100% 0% 116 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

117 Energiebereitstellung mit Zent-Frenger Zufunftsweisende Energiebereitstellung mit Wärmepumpen > Nutzung regenerativer Energiequellen Nutzung regenerativer Energiequellen Thermisch aktive erdreichberührte Betonbauteile Erdberührte Betonbauteile wie Gründungspfähle, Fundamentplatten und Baugrubenverbauwände werden mit wasserführenden Rohrschlangen belegt und dienen als Wärmetauscher für die Wärme- und Kälteversorgung des Gebäudes. Die entscheidende Vorraussetzung für ein ökologisch und ökonomisch optimal funktionierendes Wärmepumpensystem sind ganzheitliche Systemlösungen. Das heißt, die Wärmequelle, die Gebäudetechnik sowie die Wärmepumpe müssen aufeinander abgestimmt werden. Die Entscheidung darüber, welche Wärmequellen respektive -senken für ein Gebäude erschlossen werden können, fällt bereits vor der Gründungsplanung. Ist z.b. eine Pfahlgründung geplant, bietet die Nutzung der statisch erforderlichen Gründungspfähle als Energiepfähle beste Voraussetzungen für eine Energiegewinnung aus erdberührten Betonfundamenten. Andere Möglichkeiten zur Erschließung der oberflächennahen geothermischen Energie bieten Bodenplatten, Fundamentplatten oder Baugrubenverbauwände. Stehen keine erd berührten Betonteile zur Erschließung der Geothermie zur Verfügung, können zur Energiegewinnung Erdsonden oder Erdkollektoren eingesetzt werden und, je nach Verfügbarkeit, auch Grund- oder Oberflächenwasser als Energie träger genutzt Erdsonden Wärmeübertrager (Wärmetauscher) bestehend aus einem Einfach-Rohrstrang oder zwei Doppel-Rohr strängen, die vertikal oder schräg über ein Bohrloch in den Untergrund eingebracht werden. werden. Zur saisonalen Speicherung von Energie sind Eisspeicher hervorragend einsetzbar. Sie bieten die Möglichkeit, die in den Sommermonaten aus solarer Einstrahlung und Gebäudekühlung gewonnene Energie zu speichern. Diese kann dann in den Wintermonaten zum Heizen genutzt werden. Im Gegensatz zu konventionellen Heizungsspeichern nutzen Eisspeicher dabei die Kristallisationswärme, die beim Phasenübergang von Wasser zu Eis frei wird. Oftmals ist auch Abwärme z.b. aus Produktionsprozessen oder Serverräumen als Wärmequelle nutzbar. Um die durch die GEOZENT gewonnene geothermische Energie ökonomisch und ökologisch zu nutzen und ganz jährig im Gebäude ein optimales Raumklima bereitzustellen, bietet Zent-Frenger unterschiedliche Lösungen. Wenn im Gebäude abgehängte Decken zum Einsatz kommen eignen sich kombinierte Heiz-/Kühldecken (z.b. System VARICOOL) von Zent-Frenger optimal für eine Niedertemperaturflächenheizung und -kühlung. Bei Neubauten mit Sichtbetondecken ist die Betonkerntemperierung (System BATISO) eine weitere bewährte und wirtschaftliche Technik. Grundwasser Bei der thermischen Nutzung von Grundwasser wird das Wasser über einen Entnahmebrunnen dem Grundwasserzustrom entnommen. Nach Wärmeentzug über einen geeigneten Wärmetauscher wird das Wasser über einen separaten Schluckbrunnen in den Grundwasserstrom zurück geführt. Eisspeicher Eisspeicher sind i.d.r. einfache mit Boden und Deckeln versehende Betonzylinder, die in der Nähe des zu temperierenden Gebäudes oberflächennah in das Erdreich eingebracht werden. Über intergrierte Rohrbündelwärmetauscher wird Energie zum Heizen entnommen und Wärme zur Regenerierung eingebracht. ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 117

118 Energiebereitstellung mit Zent-Frenger GEOZENT Großwärmepumpen > GEOZENT Eco GEOZENT Eco kompakte Wärmepumpenstationen für höchste Ansprüche Systembeschreibung/Einsatzbereiche ArTo - Fotolia.com Leise, effizient, kompakt und leistungsstark In diesen Disziplinen Höchstleistungen zu erbringen, war die treibende Kraft bei der Entwicklung unserer Wärmepumpen. Die leistungsstarken Baureihen, welche sich durch hervorragende COPs und eine äußerst kompakte Bauweise auszeichnen, sind das Resultat langjähriger Erfahrung, Innovation und modernster Technik. Flexibel im Einsatz GEOZENT Eco Wärmepumpen sind für die hohen Anforderungen in Gewerbe- und Industriebauten sowie im Wohnungsbau (z.b. Siedlungen) konzipiert. Die fein abgestufte Modellpalette umfasst insgesamt 7 Anwendungsbereiche Allgemein Heizspeicher Kühlspeicher Trinkwasserbereitung Leistungsstufen. Im Sole/Wasser- Betrieb decken diese den Leistungsbereich von 80 bis 320 kw ab. Mehrere Geräte lassen sich zu einer Einheit zusammenschließen, so dass die Baureihe GEOZENT Eco durch diese Kaskadenschaltung für Heizleistungen bis über kw eingesetzt werden kann. Auch zur Trinkwassererwärmung einsetzbar Die bis zu 50 C hohen Austrittstemperaturen ermöglichen die effiziente Grunderwärmung von Trinkwasser. Lediglich für die thermische Desinfektion gemäß DVGW Arbeitsblatt W 551 zur Legionellenprophylaxe ist eine bauseitige Nacherhitzung erforderlich. Industrie Logistik Chemische Industrie (Abwärmenutzung und Kältebedarf) Lebensmittelindustrie Wasserwirtschaft (Klärschlammtrocknung) Produktion (Hallenheizung, Kühlung,...) Gewerbe Klimaanlagen (Hotelzimmer, Jugendherbergen, Bürogebäude,...) Gastronomie (Klimatisierung) Öffentliche Einrichtungen (Bibliotheken, Schulen, Kindergärten, Krankenhäuser,...) Stadien, Sportarenen, Fußballfeld Eisfreihaltung von Straßen Wohnbereich Mehrfamilienhäuser Wohnblöcke Apartmenthäuser Nahwärmeversorgung von Siedlungen Einfache Steuerung und Bedienung Zur Steuerung und Überwachung der Wärmepumpenanlagen setzt Zent-Frenger auf einen bewährten Highend-Regler. Das beleuchtete Display und die Menüführung im Klartext garantieren eine ausgeprägte, anwenderfreundliche Bedienung. Durch den flexiblen modularen Aufbau sind Anforderungen wie Anlagen-Fernwartung, Kaskadenschaltung, bivalenter Betrieb, Draht- und Funkverbindung kaum Grenzen gesetzt. Vielfältige Energiequellen nutzbar GEOZENT Eco Wärmepumpen sind mit den unterschiedlichsten Energiequellen einsetzbar. Egal ob geothermische Quellen, Abwärmenutzung oder sonstige Energiequellen GEOZENT Eco Wärmepumpen passen in nahezu jedes Anlagenkonzept. Mögliche Energiequellen Geotherme Quellen Energiepfähle Erdsonden Brunnenanlagen Thermoaktive Fundamente Horizontalkollektoren Abwärmenutzung Prozessabwärme in Industriebetrieben Gebäudeabwärme über RLT Anlagen Abwärmenutzung in Kfz- Tunneln Abwasserkanäle Innovative neue Quellen Eisspeicher (Latentspeicher) Feuerlöschbecken Rückkühler als Wärmequelle 118 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

119 Energiebereitstellung mit Zent-Frenger GEOZENT Großwärmepumpen > GEOZENT Eco Zuverlässig durch hochwertigen Komponenten Modernste Technik, wie z.b. elektronische Expansionsventile, garantiert höchste Effizienz. Die laufruhigen Schraubenverdichter passen die Leistung den saisonalen Temperaturschwankungen optimal an und ermöglichen einen langjährigen, zuverlässigen Betrieb. Kompakte Abmessungen Durch die Unterbringung aller relevanten Bauteile auf engstem Raum benötigen GEOZENT Eco Wärmepumpen nur wenig Platz im Technikraum. Aufgrund der modularen Bauweise können auch größere Geräte ohne Probleme in die örtlichen Gegebenheiten eingebracht werden. Staplereinschübe sowie Kranösen gewährleisten die einfachen Be- und Entladung und sorgen für die nötige Mobilität auf der Baustelle. Ihr Plus Vielfältige Einsatzmöglichkeiten zum Heizen, Kühlen, Dualbetrieb, Naturalkühlen und zur Trinkwassererwärmung im Gewerbe-, Industrie- und Wohnungsbau Praxisgerechte Leistungsabstufungen bis max. 320 kw, kaskadierbar für höhere Leistungs anforderungen Als Sole/Wasser-Wärmepumpe lieferbar Kompakte Abmessungen für optimale Raumnutzung bei der Aufstellung Hohe Laufruhe durch stufenlos geregelten Schraubenverdichter Intelligente und bewährte Regelungstechnik Benutzerfreundlich angeordnete Bedien elemente mit Touch Display Zeitgemäße Inbetriebnahme + Servicekonzepte Hauptkomponenten Beispiel: Eco 80 (einteilig) Darstellung ohne Gehäuse 1 2 stabiler Grundrahmen mit Staplereinschüben und Kranösen laufruhiger und stufenlos regelbarer Schraubenverdichter 3 Edelstahl-Plattenwärmetauscher präzise regelnde Ventile drehzahlgeregelte Qualitätsumwälzpumpen für Kälte- und Solekreis fertig verdrahteter Schaltschrank mit Regelelektronik und Touch-Display Hauptkomponenten Beispiel: Eco 320 (zweiteilig) Darstellung ohne Gehäuse 1 2 stabiler Grundrahmen mit Staplereinschüben und Kranösen laufruhiger und stufenlos regelbarer Schraubenverdichter Edelstahl-Plattenwärmetauscher 4 5 präzise regelnde Ventile drehzahlgeregelte Qualitätsumwälzpumpen für Kälte- und Solekreis fertig verdrahteter Schaltschrank mit Regelelektronik 1 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 119

120 Energiebereitstellung mit Zent-Frenger GEOZENT Großwärmepumpen > GEOZENT Eco Allgemeine Planungshinweise Vorschriften und Bewilligungspflicht Für die Planung und Installation von Wärmepumpenanlagen sind die dafür gültigen Vorschriften und Richtlinien (VDI 4640 usw.) verbindlich. Es wird empfohlen, in der Planungsphase genehmigungspflichtige Aspekte frühzeitig abzuklären. Wärmequellen Die Art der Wärmequellenanbindung, die Wasserentnahme aus öffentlichen Gewässern sowie die Versetzung/ Erweiterung von Erdwärmesonden (oder Erdregistern) sind durch das zuständige Amt zu bewilligen. Die Erteilung der Bewilligung hängt von den geologischen Gegebenheiten am Anlagenstandort ab. Stromanbieter Jeder elektrische Anschluss einer Wärmepumpe benötigt eine Bewilligung des zuständigen Elektrizitätswerkes, z.b. weil der Anlaufstrom eine große Rolle für die Netzabsicherung spielt. Für den Antrag müssen die elektrischen Daten der Wärmepumpe bekannt sein (siehe technische Daten der entsprechenden Wärmepumpe). Zudem sollten im Anfangsstadium der Planung bereits Hoch-, Nieder- und Spezialtarife und in seltenen Fällen auch Sperrzeiten geklärt werden. Hinweise zur Trinkwassererwärmung Die oftmals geforderten Warmwassertemperaturen von 50 C liegen an der oberen Einsatzgrenze der Wärmepumpe, grundsätzlich ist die Abdeckung des Warmwasserbedarfs mit der Wärmepumpe aber möglich. Der Einsatz eines Kombispeichers (Speicher-in-Speicher) bietet eine gute Lösung für Heizungssysteme mit einer Auslegungstemperatur > 45 C und bei Einsatz eines Pufferspeichers. Eine Nacherwärmung des Warmwassers kann entweder mit direkter elektrischer Energie (Elektroheizeinsatz) oder mittels Sonnenkollektoren unterstützend erfolgen. Bei Wärmepumpen mit größeren Nennleistungen ist ein Boiler mit externem Trinkwasser-Wärmeübertrager vorzusehen. Dabei sind Wassermenge, Temperaturdifferenz sowie Kondensatorleistung der Wärmepumpe zu berücksichtigen. Schallemissionen Körperschallübertragungen an das Heizsystem und auf das Gebäude sind durch konsequenten Einsatz von flexiblen Anschlüssen zu vermeiden: Schläuche oder Kompensatoren für Rohrleitungsanschlüsse flexible mechanische Verbindungen bei Mauerdurchführungen direkten Kontakt der Rohre zur Mauer vermeiden Schwingungsdämpfende Befestigungen optionales Gehäuse mit innenliegendem Dämm material Um Körperschallübertragung über den Boden an das Gebäude zu reduzieren bzw. vermeiden, ist es oftmals sinnvoll, die GEOZENT Eco Wärmepumpe auf einen allseitig trittschallentkoppelten Betonsockel zu stellen. 120 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

121 Energiebereitstellung mit Zent-Frenger GEOZENT Großwärmepumpen > GEOZENT Eco Bauseitige Komponenten Pufferspeicher Grundsätzlich ist der Einsatz von Heizspeichern in Verbindung mit Großwärmepumpen sinnvoll. Der Heiz-, Kühl-, oder auch Pufferspeicher sorgt für einen hydraulischen Nullpunkt und eine hydraulische Trennung zwischen dem wärmeliefernden Kreis und dem heizungsseitigen Bedarfskreis. Pufferspeicher bieten folgende Funktionen: Speicherung der überschüssigen Wärmepumpenheiz- bzw. -kühlleistung Anschlusserweiterung für zusätzliche Heiz- bzw. Kühlkreise Schutz vor dem Takten der Wärmepumpe bei wechselnden Be- und Entladezuständen Die Auslegung eines Pufferspeichers erfolgt unter Berücksichtigung folgender Rahmenbedingungen: Der maximal anstehende Förderstrom ist zur Auslegung der Geometrie des Speichers wichtig. Er hat großen Einfluss auf die Schichtbildung im Speicher. Um eine eindeutige Messung der Temperaturen zu ermöglichen, darf keine Querströmung (und damit verbundene Vermischung) im Speicher vorkommen. Um eine optimale Abnahme zu gewährleisten, wird der maximale Förderstrom im Verbrauchernetz zur Auslegung herangezogen. Bei maximaler Fördermenge sollte eine Zeitspanne von ca. 1 Minute ermöglicht werden, bis das kalte rückströmende Wasser am oberen Speicheraustritt anliegt. Damit wird der stufenlos regelnden Wärmepumpe eine entsprechende Zeit gegeben, um auf den Bedarf zu reagieren, ohne ein Takten der Wärmepumpe zu provozieren. Eine weitere wichtige Aufgabe eines Pufferspeichers ist die Wärmeaufnahme im Abschaltbetrieb. Um einzelne Komponenten nicht zu beschädigen, wird eine Wärmepumpe nur im Notfall hart abgeschaltet. Für gewöhnlich regelt die Wärmepumpe sich langsam runter und schaltet anschließend auf niedrigem Niveau ab. Da wir hierbei von Einzelleistungen einer GEOZENT Eco von bis zu 320 kw ausgehen, stehen auch beim Herunterfahren der Wärmepumpe noch sehr hohe Leistungen an. Um ein Notabschalten zu vermeiden, sollte ein stetiger Durchfluss der Abnahmeseite gewährleistet werden. Die Regelung der GEOZENT Eco beinhaltet diese Funktion und darf nicht durch extern an - gesteuerte Ventile behindert werden. Außerdem sollte die Verbraucherseite in der Lage sein, überschüssige Wärme aufzunehmen ohne zu überhitzen, um die oben beschriebene Notabschaltung zu verhindern. Beides wird durch einen parallel eingebundenen Pufferspeicher gewährleistet. Der oben beschriebenen Problematik ist auch im Kühlfall Rechnung zu tragen. maximal anstehender Förderstrom (Liefer- und Verbraucherseitig) Leistung der Wärmepumpe 3-Leiter Heizen WP PS Verbraucher Pufferspeicher im Vorlauf WP PS Verbraucher 3-Leiter Kühlen WP PS Verbraucher Pufferspeicher im Rücklauf WP PS Verbraucher 4-Leiter Heizen/ Kühlen WP PS Verbraucher WP: Wärmepumpe/Energiezentrale PS: Pufferspeicher Reihenschaltungen von Pufferspeichern bei nur einem Verbraucherkreis WP: Wärmepumpe/Energiezentrale PS: Pufferspeicher Parallelschaltungen von Pufferspeichern ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 121

122 Energiebereitstellung mit Zent-Frenger GEOZENT Großwärmepumpen > GEOZENT Eco Ausdehnungsgefäße Das Ausdehungsgefäß wird im Verbraucher- und im Quellenkreislauf benötigt. Die Dimensionierung des Ausdehnungsgefäßes muss sicherstellen, dass bei höchsten und niedrigsten Temperaturen der zu - lässige Druck nicht über- bzw. unterschritten wird. Bei Verwendung anderer Flüssigkeiten als Wasser (z.b. Ethylenglykol/Wasser-Gemisch) ist zu beachten, dass der Ausdehnungskoeffizient deutlich über dem von Wasser liegt und das Volumen des Ausdehnungsgefäßes entsprechend größer sein muss. Bei der Dimensionierung eines Ausdehnungsgefäßes müssen folgende Punkte berücksichtigt werden: Flüssigkeitsvolumen im eingebauten Kreislauf, PSL PSL PI PI geringste und höchste Temperatur des Mediums, kubischer Ausdehnungskoeffizient der Flüssigkeit, der höchst zulässige Anlagendruck. Die gebräuchlichste Bauform der Druckausdehnungsgefäße ist das Membranausdehnungsgefäß. Neben dem klassischen Ausdehnungsgefäß gibt es auch aktive Druckhaltungssysteme. Diese arbeiten mit eigenen Pumpen und halten einen konstanten Druck. Die Positionierung des Ausdehungsgefäßes sollte im Bereich der Quelle immer im Rücklauf zur Wärmepumpe (Vorlauf vom Geothermiefeld) stattfinden. Auch Verbraucherseitig ist eine Einbindung der Ausdehnungsgefäße gleichfalls in den Rücklauf der Wärmepumpe (Rücklauf vom Heiz- und T T PI PSL Kühlnetz) vorzusehen. Für die genaue Auslegung der Ausdehnungsgefäße bieten die Hersteller kostenlose Auslegungsprogramme an. Überströmventile Nur in Verbindung mit einem in Reihe geschalteten Speicher sollte ein Überströmventil eingeplant werden. Ohne Pufferspeicher ist der Einsatz von Überströmventilen bei Wärmepumpen dieser Baugröße aus folgenden Gründen zu vermeiden: Durch ein Überströmventil fließt das Medium auf wesentlich kürzerem Weg zurück zum Eintritt der Wärmepumpe, ohne die erzeugte Wärme abgeben zu können. Da die Wärmepumpe im Falle einer Überhitzung i.d.r. nicht schnell genung herunter gefahren werden kann, spricht bei einer Hochdruckstörung im schlechtesten Fall der Sicherheitsdruckschalter an. Dieser kann von einem Techniker erst nach Prüfung der Anlage reaktiviert werden. Zudem besteht beim Einsatz eines Überströmventils ohne Pufferspeicher im Kühlfall die Gefahr, dass der Verdampfer einfriert. T T T T Anordnung von Ausdehnungsgefäßen in den Quellen- und Verbraucherkreisen 122 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

123 Energiebereitstellung mit Zent-Frenger GEOZENT Großwärmepumpen > GEOZENT Eco Auslegungshinweise Betriebsweisen von Wärmepumpen Die Sole/Wasser-Wärmepumpe wird in der Regel als monovalente Heizung eingesetzt. Bei richtiger Dimensionierung der Wärmepumpe und der Erdwärmesonde bietet die Erdwärme eine relativ konstante Wärmequelle und ermöglicht der Wärmepumpe gute Betriebsbedingungen und somit auch hohe Leistungszahlen. Optimal ist auch ein Betrieb zur Grundlastabdeckung. Hier wird ein langer und stetiger Betrieb vorausgesetz, welcher für die Wärmepumpe ideal ist, um gute COP-Werte zu erreichen. Für die Spitzenlastabdeckung können konventionelle Wärmeerzeuger kurzzeitig herangezogen werden. Dadurch wird eine optimale Nutzung der verschiedenen Ressourcen erreicht. Monovalenter Betrieb Im monovalenten Betrieb werden 100 % der erforderlichen durchschnittlichen Gebäudewärmeleistung bei tiefsten Außenlufttemperaturen und maximalen Vorlauftemperaturen durch die Wärmepumpe erbracht. Wird die Wärmepumpe monovalent (ohne zusätzliche Wärmeerzeuger) betrieben, sind folgende Grunddaten sorgfältig zu berechnen beziehungsweise abzuklären: Wärmebedarf ermitteln oder durch bisherigen Energieverbrauch bestimmen. Maximal erforderliche Vorlauftemperatur des Heizungssystems berechnen. Monoenergetischer Betrieb Unter einem monoenergetischem Betrieb versteht man die Verwendung von zwei Wärmeerzeugern, welche sich aus der gleichen Primärenergie speisen. Zum Beispiel eine Wärmepumpe zusammen mit einem E-Heizstab. Beide Varianten verwenden Strom als Primärenergie. Diese Version kommt häufig bei kleineren Wärmepumpen im Eigenheim Bereich zum Einsatz, da die dort verwendeten Wärmepumpen oftmals über einen integrierten E-Heizstab für die Trinkwarmwasserbereitung verfügen. Bivalenter Betrieb Beim bivalenten Betrieb wird im Gegensatz zum monoenergetischem Betrieb auf verschiedene Primärenergien zurückgegriffen. Beispielsweise wird neben dem Strom für die Wärmepumpe häufig ein fossiler Verbrennungsprozess als zweiter Energielieferant genutzt. Wird die Wärmepumpe bivalent (mit zusätzlicher Wärmeerzeugung) betrieben, sind folgende Grunddaten sorgfältig zu berechnen beziehungsweise abzuklären: Wärmebedarf ermitteln oder durch bisherigen Energieverbrauch bestimmen. Maximal erforderliche Vorlauftemperatur des Heizungssystems berechnen. Bestimmung des Bivalenzpunktes (Umschaltpunkt). Beim bivalenten Betrieb (gleichzeitiger Betrieb zweier Wärmeerzeuger) müssen die Erdwärmesonden zwingend durch ein ausgewiesenes Ingenieurbüro dimensioniert werden. ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 123

124 Energiebereitstellung mit Zent-Frenger GEOZENT Großwärmepumpen > GEOZENT Eco Betriebsarten Die passende Wärmepumpe für die Geothermienutzung ist u. a. nach den erforderlichen Heiz- bzw. Kühlleistungen sowie dem jeweiligen Anlagenkonzept auszuwählen. Folgende Betriebsarten sind mit der GEOZENT Eco möglich: Heizbetrieb Die Geothermie dient als Wärmequelle. Die Medientemperatur wird von der Wärmepumpe auf ein für das Gebäude nutzbares Temperaturniveau angehoben und mit der gewünschten Vorlauftemperatur am Heiznetz zur Verfügung gestellt. Antriebsenergie Heiznetz Geothermie Kühlnetz Naturalkühlbetrieb Die Geothermie dient als Wärmesenke. Wenn nur Kühlung angefordert wird, prüft die Regelung, ob das Temperaturniveau in der Geothermie für die Naturalkühlung ausreicht. Ist dies der Fall, wird die geothermisch gewonnene Kälte, ohne Betrieb des Verdichters, direkt am Kühlnetz bereitgestellt.gleichzeitiges Heizen ist in dieser Betriebsart nicht möglich. Weil in dieser Betriebsart nur die Antriebsenergie der Umwälzpumpen anfällt, sind die Betriebskosten der Anlage sehr niedrig. Antriebsenergie Geothermie Heiznetz Kühlnetz Mechanischer Kühlbetrieb Die Geothermie dient als Wärmesenke. Wenn das Temperaturniveau in der Geothermie für die Naturalkühlung nicht mehr ausreicht, schaltet das System auf mechanische Kühlung um (Kältemaschinenbetrieb), und dem Gebäude wird Kälte mit der gewünschten Vorlauftemperatur angeboten. Gleichzeitiges Heizen ist möglich. Antriebsenergie Heiznetz Geothermie Kühlnetz Dualbetrieb Bei gleichzeitiger Kühl- und Heizanforderung wird geprüft, ob im Gebäude netto ein Wärmebedarf oder ein Wärmeüberangebot vorliegt. In Abhängigkeit der Energiebilanz wird die Geothermie dann als zusätzliche Wärmequelle oder Wärmesenke genutzt. Antriebsenergie Heiznetz Geothermie Kühlnetz 124 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

125 Energiebereitstellung mit Zent-Frenger GEOZENT Großwärmepumpen > GEOZENT Eco Naturalkühlbetrieb (Passive Kühlung; Free Cooling) Aufgrund der gestiegenen Anforderungen an den baulichen Wärmeschutz verändert sich das Verhältnis von Heiz- zu Kühlbedarf. Wo in früheren Jahren das Heizen im Vordergrund stand, wird nun das Kühlen mehr fokussiert, um Übertemperaturen in Räumen in den warmen Perioden des Jahres entgegenzuwirken. Bauliche Maßnahmen wie Außenverschattungen sind i.d.r. nicht ausreichend, um zu verhindern, dass die maximale operative Raumtemperatur (Wohlfühltemperatur) von 26 C nicht überschritten wird. Geothermische passive Kühlsysteme bieten hier eine effiziente und kostengünstige Möglichkeit zur Reduzierung der Übertemperaturen. Bei der geothermischen passiven Kühlung wird überschüssige Wärme aus dem Gebäude über Rohrleitungssysteme und Erdwärmetauscher (Erdsonden) an das kühle Erdreich abgegeben. Beste Ergebnisse erzielt die geothermische passive Kühlung in Kombination mit Flächenheiz- /-kühlsystemen (z.b. Kühlsegeln oder Betonkernaktivierung). Im Gegensatz zur aktiven Kühlung über Lüftungssysteme, bei der die dazu erforderliche Vorlauftemperatur von ca. 6 9 C über einen Kälteprozess erzeugt werden muss, können Flächensysteme, die im Erdreich herrschenden Temperaturen von ca C direkt und ohne Einsatz von Kältekompressoren zur Raumkühlung nutzen. Das senkt die Betriebskosten erheblich, da im Kühlfall nur die Antriebsenergie für die Heizungsumwälzpumpe(n) und die primärseitige Soleumwälzpumpe aufgebracht werden muss. Beispielrechnung: mögliche jährliche Kosten im Vergl. zw. passiver und aktiver Kühlung bei 800 h Laufzeit und 0,20 /kwh (elektr.) Aktive Kühlung Passive Kühlung Sole umwälzpumpen el. Leistung 3 kw 3 kw Jährlicher kwh kwh Energiebedarf Jährliche Energiekosten Heizungsumwälzpumpen el. Leistung 2 kw 2 kw Jährlicher Energiebedarf Jährliche Energiekosten kwh kwh Vorteile der passiven Kühlung: Erhöhter Bürokomfort durch ganzjährig angenehme Raumtemperaturen Verbesserung der Jahresarbeitszahl der Wärmepumpe durch Regeneration des Erdreiches Nur minimale zusätzliche Investitionskosten Sehr geringe Betriebskosten Ressourcenschonend und umweltfreundlich Kompressor el. Leistung 43 kw Jährlicher kwh Energiebedarf Jährliche Energiekosten Gesamtenergiekosten Jährliche Ersparnis ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 125

126 Energiebereitstellung mit Zent-Frenger GEOZENT Großwärmepumpen > GEOZENT Eco Dualbetrieb Der Dualbetrieb ist ein innovativer Vorteil unserer Wärmepumpen. Es wird die Möglichkeit geboten, bei Anforderung von Heizen und Kühlen dies gleichzeitig abzudecken. Grundvoraussetzung für eine solche Funktion ist die korrekte hydraulische Anbindung der Kühl- und Heizverbraucher, damit diese nicht wechselnd sondern gleichzeitig angesteuert werden können (z.b.: zwei separate Speicher, Heiz- und Kühlspeicher). Im Dualbetrieb wird der jeweils andere Speicher als Wärmequelle (Kühlspeicher) bzw. -senke (Heizpeicher) für den Kälteprozess verwendet. Die eigentliche Quelle (Geothermie, ) wird nur unterstützend dazugenommen, um den entsprechenden Ausgleich zu ermöglichen (Wärmeüberschuss wird ins Erdreich abgeleitet oder Kälteüberschuss wird vom Erdreich beigeführt). Die Vorteile dieser Funktionsweise für Anwender und Umwelt sehen wie folgt aus: Die Quelle (Geothermiefeld) kann geschont werden Die Übergangszeit (Frühjahr, Herbst) kann mit höchster Effizienz gestaltet werden, obwohl beispielsweise das Geothermiefeld für einen optimalen COP ungünstige Temperaturen aufweist Gleichzeitige Abdeckung von Heiz- und Kühlanforderung ohne Takten der Wärmepumpe Höhere Temperaturgenauigkeit durch konstanten Betrieb, ohne Stillstands- und Ruhezeiten (wie beim Wechsel vom Kühlin den Heizmodus üblich) Im Dualbetrieb werden sehr hohe COP-Werte erreicht. Dies liegt daran, dass der Wärme abgebende Heizanteil und der Wärme liefernde Kühlanteil auf der Nutzenseite erscheinen. Es können COP-Werte von bis zu 10 erreicht werden. Dies ist ab hängig von den zu liefernden Bedingungen auf der Kühlund Heizseite. Der Dualbetrieb kann vor allem bei den ganzjähig vorhandenen Kühlund Heizlasten, wie sie durch eine Lüftungsanlage mit Lufttrocknung anstehen, eingesetzt werden. In den kühleren Monaten des Jahres kommt der Dualbetrieb häufig zum Einsatz bei Vorhandensein von Serverräumen. Diese müssen auch im Winter mit Kühlung versorgt werden, während parallel die Büroräumlichkeiten bereits Heiz leistung benötigen. Q COP integrated = Nutzen (Q = Heizen + Q Kühlen ) Q Aufwand Q Aufwand 126 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

127 Energiebereitstellung mit Zent-Frenger GEOZENT Großwärmepumpen > GEOZENT Eco Ermittlung der Heizleistung Eine fachgerecht geplante Heizungsanlage bietet höchste Energieeffizienz, was sich nachhaltig positiv auf die Betriebskosten auswirkt. Eine wichtige Voraussetzung zur richtigen Dimensionierung der Heizungsanlage und für deren energieoptimierten Betrieb ist die präzise Bestimmung der Heizlast. Das nebenstehende Schema verdeutlicht die Vorgehensweise von der Ermittlung der Heizlast bis zur effizienten Wärmequellen-Auswahl. Sanierung Ermittlung der Heizleistung aus dem Brennstoffverbrauch oder Messung der bestehenden Anlage Neubauten EN 12831:2003 Allgemeine Zuschläge Kontrolle der spezifischen Heizleistung Wärmepumpenwahl und Speicherdimensionierung Ermittlung der Norm-Heizlast bei Sanierungen Norm-Heizlast aus dem Brennstoffverbrauch Zur Berechnung der Norm-Heizlast aus dem Brennstoffverbrauch müssen der spezifische Brennwert H o des Heizmediums, der Jahresnutzungsgrad η und die Volllaststunden t voll bekannt sein. Die Energiemenge einer Heizperiode lässt sich von der Heizungsanlage in einer bestimmten Anzahl Stunden erzeugen. Dieses Maß wird Volllaststunden genannt. Durch das Absinken der Norm-Außentemperatur um jeweils 0,5 K bei 100 Höhenmetern steigt die Anzahl der Volllaststunden mit der Höhenlage des Gebäudes. Typische Volllaststunden von Gebäudetypen Bedarf Gebäudetyp Standort (Höhe) Raumwärme mit Wochenendabsenkung Schulhaus, Industrie, Gewerbe, Büro Meereshöhe ab 800 m ü.m. Volllaststunden (t voll ) h/a h/a Raumwärme Gebäude Meereshöhe h/a ab 800 m ü.m h/a Raumwärme/TWW Gebäude Meereshöhe h/a ab 800 m ü.m h/a Alle Angaben basieren auf 20 C Raumlufttemperatur. Typische Volllaststunden von Gebäudetypen Φ HL = Verbrauch x H o x η t voll ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 127

128 Energiebereitstellung mit Zent-Frenger GEOZENT Großwärmepumpen > GEOZENT Eco Beispielberechnung Ölheizung Beispielberechnung Gasheizung Brennwert H o für Öl Heizöl EL: Heizöl S: 10,57 kwh/l 11,27 kwh/l Brennwert H o für Gas Heizgas: 11,3 kwh/nm3 Propan: 28,1 kwh/nm3 Jahresnutzungsgrad η Neue Kessel: 85 bis 95 % (kondensierend) Alte Kessel: 80 bis 85 % (nicht kondensierend) Berechnungsbeispiel (Heizwärme- und Warmwasser erzeugung) Volllaststunden t voll : h/a Ölverbrauch EL: l/a Brennwert H o : 10,57 kwh/l Jahresnutzungsgrad η: 90 % Jahresnutzungsgrad η Neue Kessel: 85 bis 95 % (kondensierend) Alte Kessel: 80 bis 85 % (nicht kondensierend) Berechnungsbeispiel (Heizwärme- und Warmwasser erzeugung) Volllaststunden t voll : h/a Heizgas: kwh/nm3 Brennwert H o : 11,3 kwh/nm3 Jahresnutzungsgrad η: 95 % Φ HL = x 10,57 x 0,9 = 82,7 kw 2300 Φ HL = x 11,3 x 0,95 = 93,3 kw 2300 Bestimmung der Norm-Heizlast mittels einer Auslastungsmessung (Sanierung) Auslastungsmessungen an der alten, betriebstüchtigen Anlage ergeben differenziertere Angaben für die Dimensionierung von Heizkesseln (Energiekennlinie). Das gilt speziell in Fällen, bei denen die Ermittlung der Norm-Heizlast aus dem jährlichen Brennstoffverbrauch nicht geeignet ist. Für eine genauere Aussage muss die Brennerauslastung α während mindestens zweier Wochen in Abhängigkeit der Außenlufttemperatur aufgenommen werden. Dabei soll die Außenlufttemperatur in einem möglichst weiten Bereich schwanken (z.b. zwischen -5 und +10 C). Diese Methode kommt vor allem bei größeren Gebäuden mit Heizleistungen > 100 kw, wie z.b. Schulen, Spitälern, Industriebauten oder Verwaltungsgebäuden zur Anwendung. Faustformeln zur Berechnung der Heizleistung anhand bestehender Verbrauchsdaten Anlage auf Meereshöhe Mit Warmwasserbereitung Q * Ø Verbrauch pro Jahr WP [kw] = 300 Ohne Warmwasserbereitung Q * Ø Verbrauch pro Jahr WP [kw] = 265 Anlage ab 800 m über Meer Mit Warmwasserbereitung Q * Ø Verbrauch pro Jahr WP [kw] = 330 Ohne Warmwasserbereitung Q * Ø Verbrauch pro Jahr WP [kw] = 300 Q WP = Erforderlicher Heizleistungsbedarf bei Auslegungstemperatur der Wärmepumpe [kw] * Ölverbrauch in Liter (1kg Öl entspricht ca. 1,19 l und 1 Norm-m3 Gas entspricht ca. 0,93 l Öl) 128 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

129 Energiebereitstellung mit Zent-Frenger GEOZENT Großwärmepumpen > GEOZENT Eco Berechnung der Norm-Heizlast bei Neubauten Norm-Heizlast nach EN12831:2003, Heizungsanlagen in Gebäuden Das Verfahren zur Berechnung der Norm-Heizlast (Wärmebedarf) nach EN12831:2003 kommt bei Neubauten oder bei umfassenden wärmetechnischen Gebäudesanierungen zum Einsatz. Dabei wird der Heizleistungsbedarf jedes beheizten Raumes einzeln ermittelt. Eine solche Berechnung ist für die Dimensionierung des Wärmenutzungssystems (Fußbodenheizung, Heizkörper, thermoaktive Bauteilsysteme, Luftheizung) notwendig. Aus der Heizlast der einzelnen Räume wird die Norm-Heizlast des gesamten Gebäudes bestimmt. Vorgehen bei der Berechnung Bestimmung der Werte für die Norm-Außentemperatur und des Jahresmittels der Außentemperatur. Festlegung der Werte für die Norm-Innentemperatur jedes beheizten Raumes. Berechnung des Koeffizienten für die Norm-Transmissionsverluste. Er wird mit der Norm- Temperaturdifferenz multipliziert, um die Norm-Transmissionsverluste zu erhalten. Summieren der Norm-Transmissionsverluste aller beheizten Räume, ohne den Wärmeverlust zwischen den beheizten Räumen zu berücksichtigen. So ergeben sich die Auslegungs- Transmissionsverluste für das gesamte Gebäude. Berechnung des Koeffizienten für die Norm-Lüftungswärmeverluste. Er wird mit der Norm-Temperaturdifferenz multipliziert, um die Norm-Lüftungswärmeverluste zu erhalten. Summieren der Norm-Lüftungswärmeverluste aller beheizten Räume, ohne den Wärmefluss zwischen den beheizten Räumen zu berücksichtigen. So ergeben sich die Auslegungs- Lüftungswärmeverluste für das gesamte Gebäude. Addieren der Auslegungs-Transmissionsverluste und der Auslegungs-Lüftungswärmeverluste. Berechnen der Norm-Heizlast des Gebäudes unter Berücksichtigung eines Korrekturfaktors für die zusätzliche Aufheizleistung, um die gesamte Aufheizleistung des Gebäudes zu erhalten. Leistungsreserve 1,0 0,85 Auslastung 0,5 max. Extrapolation Energiekennlinie aus Auslastungsmessung. Das Beispiel stellt die gemessene Auslastung einer gut dimensionierten Anlage dar. Sie hat auch bei sehr tiefen Außenlufttemperaturen noch eine Leistungsreserve von 15 % für das Wiederaufheizen nach einer längeren Absenkperiode. Diese Leistung ist genügend, da bei extremen Kälteeinbrüchen allenfalls auf die Absenkphase verzichtet werden kann Außenlufttemperatur [ C] ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 129

130 Energiebereitstellung mit Zent-Frenger GEOZENT Großwärmepumpen > GEOZENT Eco Ermittlung des Heizwärmebedarfs, Thermische Energie im Hochbau Der Heizwärmebedarf [MJ/m²] ist die Wärme, die dem beheizten Raum während eines Jahres (oder der Berechnungsperiode 1 Monat) zu - geführt werden muss, um den Sollwert der Innentemperatur einzuhalten. Der Wert bezieht sich auf die Energiebezugsfläche [m²]. Es gibt verschiedene Berechnungsprogramme zur Ermittlung des Heizwärmebedarfs. Einige Programme geben zusätzlich eine Abschätzung der Norm-Heizlast an. Für die Berechnung des Heizwärmebedarfs sind folgende Daten notwendig: Information über die Nutzung Klimadaten für den betreffenden Standort Detaillierte Energiebezugsflächen Daten für die flächigen Bauteile (Flächen, U-Werte, Innentemperatur benachbarter Räume, Temperaturzuschlag für Bauteilheizung und Heizkörper vor Fenster und Türen, Reduktionsfaktoren gegen unbeheizte Räume und Erdreich) Daten über die Wärmebrücken Daten zu den Fenstern (g-wert, Verschattungsfaktoren, etc.) Daten zur Wärmespeicherfähigkeit und zur Art der Innentemperaturregelung Allgemeine Zuschläge zum Wärmeleistungsbedarf Unter den allgemeinen Zuschlägen zur Norm-Heizlast Φh [kw] wird folgendes verstanden: Reserve für Wiederaufheizung nach einer Raumlufttemperaturabsenkung Deckung der Wärmeverteilungsverluste Wärmeleistung für lüftungstechnische Anlagen oder für Prozesswärme Besonderheiten bei Wohnungsgebäuden Im Gegensatz zu Gewerbe- und In - dustriebauten fällt in Siedlungsgebieten und Mehrfamilienhäusern ein nicht zu vernachlässigender Anteil an Trinkwarmwasserbereitung mit an. Der Leistungsanteil beim Trinkwasser kann pro Person mit ca. 0,3 kw angesetzt werden. Aufgrund gestiegenem Komfortverhalten (z.b. Rainshower, ) ist der Verbrauch im Trinkwasserbereich gestiegen. Zudem nimmt auch der Bedarf an Kühlung zu, da die höheren Energieeffizienzklassen nur noch mit einer Lüftungsanlage zu ermöglichen sind. Die klassische Lösung im Wohnungsbausektor sind getrennte Speicher für Heizen, Kühlen und Trinkwarmwasser. Dies bedeutet für die Wärmepumpe im ungünstigsten Fall das abwechselnde Bedienen von drei Verbrauchern. Die Wärmepumpe muss die Umschaltzeiten, das Wiederaufheizen und Wärmeverteilverluste von ihrer Auslegung her leistungstechnisch mit abdecken. Als Option bieten sich hier eine Speicher-in-Speicher Lösung oder innenliegende Wärmeübertrager für das Trinkwasser an. Dadurch wird das Umschalten zwischen Heizen und Warmwasser Hinweis In Wohngebäuden ist ein Zuschlag zur berechneten Heizleistung von 10 % bis 15 % für das Aufheizen und zur Deckung der Wärmeverteilungsverluste zu berücksichtigen. vermieden und kann gleichzeitig abgedeckt werden. Es sollte ein dezentraler E-Heizstab in der Trinkwasserversorgung der jeweiligen Wohneinheit zur wöchentlichen Legionellenabtötung und Komfortsteigerung mit vorgesehen werden. Über den Dualbetrieb ließe sich der anfallende Kühlbedarf gleichzeitig abdecken. 130 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

131 Energiebereitstellung mit Zent-Frenger GEOZENT Großwärmepumpen > GEOZENT Eco Kontrolle der Resultate Zur Kontrolle der Resultate dient die spezifische Heizleistung. Sie errechnet sich aus der Norm- Heizlast dividiert durch die Energiebezugsfläche (beheizte Bruttogeschossfläche). Die Werte sollen annähernd den Tabellenwerten entsprechen. Hinweis Die spezifische Heizleistung ist nur ein grobes Kontrollinstrument. Die Dimensionierung erfolgt prin zipiell nach den vorgängig beschriebenen Methoden. Gebäude Bestehende, ungenügend wärmegedämmte Gebäude Bestehende, gut wärmegedämmte Gebäude Neubauten gemäß heutigen Vorschriften Hinweise zur Energieeinsparung Kontrollwert [W/m²] 50 bis bis bis 40 Niedrigenergiehäuser 25 bis 30 Passivhäuser 8 bis 13 Die konsequente Dämmung der Wärmeverteilleitungen ergibt eine zusätzliche Leistungsreserve. Die eingestellten Regelparameter sind in der Betriebsdokumentation einzutragen. Mit einem Wärmezähler lässt sich die benötigte Wärmeleistung einfach kontrollieren. Wichtig! Die Angaben zur Heizlastberechnung erheben keinen Anspruch auf Vollständigkeit und sind kein Ersatz für eine professionell ausgeführte Heizlastberechnung eines Planungsbüros oder Energieberaters. ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 131

132 Energiebereitstellung mit Zent-Frenger GEOZENT Großwärmepumpen > GEOZENT Eco Dimensionierung der Wärmepumpe Der Einsatzbereich und die Effizienz einer Wärmepumpe wird insbesondere durch die Wärmequellen- und Wärmenutzungstemperaturen beeinflusst. Grundsätzlich gilt, je kleiner die Differenz zwischen Wärmenutzungs- und Wärmequellentemperatur ist, desto effizienter kann die Anlage betrieben werden. Der Planer oder Heizungsinstallateur hat den vorherrschenden Randbedingungen bei der Dimensionierung Beachtung zu schenken, damit die Einsatz grenze der Wärmepumpe in keinem Fall überschritten wird. Zuschläge zum Heizleistungsbedarf Bei der Dimensionierung von Wärmepumpen sind neben den allgemeinen Zuschlägen zur Norm- Heizlast ΦHL bei der Auslegung die Sperrzeiten der Wärmepumpe zu beachten (Kapitel: Ermittlung der Norm- Heizlast). Die Sperrzeiten der Elektrizitätswerke müssen durch Zuschläge auf die Heizleistung der Wärmepumpe kompensiert werden. Auswahl der Wärmepumpe Neben den technischen Voraussetzungen für den Einbau einer Wärmepumpe sind der elektrische Anschluss, der Platzbedarf und die Möglichkeit der Nutzung einer oder mehrerer Wärmequellen abzuklären. Auch der Funktionsumfang der Wärmepumpe muss vorab geklärt werden. Richtwerte zur Planung Wärmepumpen sind so zu planen, dass sie eine möglichst hohe Jahresarbeitszahl (JAZ) erreichen. Die JAZ ist das Verhältnis der über das Jahr abgegebenen Heizenergie zur aufgenommenen elektrischen Energie. Empfohlene Zielwerte der JAZ für Heizwärme und TWW-Erzeugung bei Neubauten Luft/Wasser-Wärmepumpe (Wärmequelle Außenluft) Sole/Wasser-Wärmepumpe (Wärmequelle Erdreich) Wasser/Wasser-Wärmepumpe (Wärmequelle Grundwasser) Zielwert JAZ 3 4 4,5 Wichtig! Eine Wärmepumpe mit Erdwärmesonde bzw. Energiepfählen ist nicht zur Bauaustrocknung geeignet. 132 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

133 Energiebereitstellung mit Zent-Frenger GEOZENT Großwärmepumpen > GEOZENT Eco Auswahl der Wärmequelle Außer bei der Außenluft bedarf die Nutzung sämtlicher natürlicher Wärmequellen einer Bewilligung durch das zuständige Amt. In der Regel handelt es sich um das Amt für Energie- und Wasserwirtschaft. Die Wahl der Wärmequelle hängt von der nötigen Norm-Heizlast und den örtlichen Gegebenheiten ab: Erdregister als Quelle benötigen große Flächen (30 bis 60 m² pro kwth Heizleistung). Wichtig ist eine ausreichende Bodenfeuchte und die gute thermische Anbindung des Kollektors. Eine Versiegelung der Fläche sollte deswegen vermieden werden. Ohne Überbauung/Versiegelung ist auch ein Betrieb im Frostbereich möglich. Saisonale Abhängigkeit. Erdwärmesonde als Quelle benötigt mehrere vertikale Sonden, die in eine Tiefe von rund 150 m gebohrt werden (rund 50 W pro Meter Sonde und jährlich maximal 100 kwh/m). Abwärme aus Industrieprozessen als Quelle muss zeitlich geplant werden, um die Zeitpläne der an - fallenden Abwärme mit dem Bedarf der Abwärme in anderen Bereichen sauber abzudecken bzw. ausreichend ausgelegte Pufferspeicher zur zeitlichen Überbrückung einzuplanen. Grundwasser als Quelle benötigt ausreichende Wassermengen (150 bis 200 ltr/h pro kwth Heizleistung). Brunnenabstände und Fließrichtung Grundwasser beachten. Oberflächenwasser als Quelle benötigt ausreichende Wassermengen (300 ltr/h bis 400 ltr/h pro kwth Heizleistung). Abwasser als Quelle benötigt ausreichende Wassermengen (rund 100 ltr/h bis 150 ltr/h pro kwth Heizleistung). Thermoaktive Bodenplatte: Keine Regeneration durch Niederschläge, reiner Speicherbetrieb möglich. Temperaturen unter dem Gefrierpunkt sind aus statischer Sicht nicht zulässig. Energiepfähle: Meist in einer Tiefe von bis zu 30 m, Aufgrund der Abschirmung durch das Gebäude ist die Regeneration durch Niederschläge wie bei thermoaktiven Bodenplatten sehr gering bis nicht vorhanden. Temperaturen unter dem Ge - frierpunkt sind aus statischer Sicht nicht zulässig. Rechenbeispiel 1: Nicht konstante Erdreichbedingungen Gebäudebedarf: kwh Heizleistung, kwh Kühlleistung. Beispielmaschine GEOZENT Eco 320, Heizen bei 35 C Vorlauf temperatur, Kühlen bei 6 C Vorlauftemperatur. COP (Heizen) B4/W35: 4,95 EER (Kühlen) B30/W6: 5,05 Entzugsleistung kwh / 4,95 = kwh kwh kwh = kwh kwh Entzugsleistung im Heizbetrieb kwh / 5,05 = kwh kwh kwh = kwh kwh Einbringleistung im Kühlbetrieb kwh kwh = kwh Jährliche Energiedifferenz von kwh. Bezüglich der Regeneration der geothermischen Quelle sollte nachgerechnet werden, ob die jährliche Energiedifferenz ausgeglichen werden kann. Wenn keine Regeneration vorhanden ist, wird es über die Jahre zu einer in diesem Fall Temperaturerhöhung im Erdreich kommen und damit das Kühlpotential abfallen. Rechenbeispiel 2: Stabile Erdreichbedingungen für gesicherten Langzeitbetrieb Gebäudebedarf: kwh Heizleistung, kwh Kühlleistung. Beispielmaschine GEOZENT Eco 210, Heizen bei 35 C Vorlauf temperatur, Kühlen bei 6 C Vorlauftemperatur. COP (Heizen) B4/W35: 4,70 EER (Kühlen) B30/W6: 4,78 Entzugsleistung kwh / 4,7 = kwh kwh kwh = kwh kwh Entzugsleistung im Heizbetrieb kwh / 4,78 = kwh kwh kwh = kwh kwh Einbringleistung im Kühlbetrieb kwh kwh = 251 kwh Jährliche Energiedifferenz von 251 kwh. Energiebilanz im Erdreich ausgeglichen. Ideal zur Nutzung des Erdreiches als Speicher. Weitere benötigte Kühl- oder Heizleistungen könnten durch Rückkühler oder Solarthermie bereitgestellt werden. ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 133

134 Energiebereitstellung mit Zent-Frenger GEOZENT Großwärmepumpen > GEOZENT Eco Auswahl des Wärmenutzungssystems (Heiz- und Kühlsysteme) Die Wärmepumpe kann grundsätzlich bei jedem Wärmenutzungssystem eingesetzt werden. Niedertemperaturheizungen wie Fußbodenheizungen, Betonkernaktivierung oder Heiz- und Kühldecken eignen sich besonders gut für den Einsatz von Wärmepumpen. Je nach Systemtemperatur und Wärmequelle kann ein monovalenter Betrieb (Wärmepumpe als einziger Heizungserzeuger) der Wärmepumpe in Frage kommen. temperatur des bestehenden Wärmenutzungssystems im Auslegungspunkt nicht über 50 C liegen. Höhere Vorlauftemperaturen können z.b. durch begleitende Wärmedämmmaßnahmen oder Vergrößerung der Wärmeabgabeflächen reduziert werden. Hinweis Eine um 5 C tiefere Vorlauftemperatur bringt eine Verbesserung der JAZ in der Größenordnung von 10 %. Hilfestellung für behördliche Genehmigungen Hilfestellung für amtliche Anfragen und Anlaufstellen für behördliche Genehmigungen Für die Auslegung der Wärmepumpe und der dazu gehörigen Quellen ist es notwendig, auch die Machbarkeit des Projektes zu prüfen. Diese wird neben der technischen Machbarkeit auch durch behördliches Reglement beeinflusst. Vor allem bei geothermischen Energiequellen ist eine behördliche Kontrolle gefordert. Diese Kontrolle kann von Region zu Region verschieden vielseitig ausfallen. Ausschlaggebende Faktoren sind unter anderen die Leistungsintensität der Anlage, das Vorhandensein von Wasserschutzgebieten oder geologische Besonderheiten am Projektstandort. Die behördlichen Forderungen sollten frühzeitig in die Planung einfließen. Zum Beispiel kann eine behördliche Forderung sein, dass bei der ersten Bohrung bzw. bei Bei Anlagen mit höherer Systemtemperatur kann eine Zusatzheizung (z.b. bestehender Heizkessel) in bivalentem Betrieb sinnvoll sein. Da die Jahresarbeitszahl (JAZ) mit sinkender Vorlauftemperatur spürbar steigt, ist das Wärmenutzungssystem grundsätzlich auf eine niedrige Vorlauftemperatur auszulegen. In Neubauten sollte die Vorlauftemperatur im Auslegungspunkt möglichst nicht über 35 C liegen. Bei einem Heizungsersatz durch eine Wärmepumpe sollte die tatsächlich auftretende Vorlaufjeder Bohrung für ein Sondenfeld ein unabhängiger Sachverständiger anwesend sein muss. Die für Ihr Vorhaben zuständige Behörden mit den aktuellen Kontaktdaten finden Sie z.b. auf der folgenden Internetseite: Erste Anlaufstelle sollte bei geothermischen Projekten stets die Untere Wasserbehörde sein. Diese ist in den Landratsämtern der Kreise angegliedert. Sie sind für die meisten Belange der Genehmigung und Prüfung verantwortlich. Hier werden Sie auch zu allen für Ihr Projekt wichtigen weiteren amtlichen Stellen geleitet. In einzelnen Fällen kann auch ein Kontakt zu den geologischen Landesämtern notwendig werden, welcher aber auch von erstgenannter Institution vermittelt werden kann. Bei diesen können Bohrprofile der entsprechenden Region angefordert werden. Grundlegend sind erste Voranfragen per Telefon und Mail bezüglich einiger grundsätzlicher Probleme im Bebauungsgebiet wie zum Beispiel Altlasten oder zu verwendende Wärmetauscher kostenlos. Der Bohrantrag, welcher zu stellen ist, ist an - schließend leistungsabhängig mit Kosten verbunden und muss vom Bohrunternehmen fristgerecht eingereicht werden. Vor allem die wasserrechtliche Erlaubnis mit genauen Details für die Geothermie aber auch mit Vorschriften für die Wärmepumpe (Monitoring, Volumenmessung, einzuhaltende Temperaturen,...) wird von oben beschriebenen Ämtern ausgestellt und muss vom Bauherrn angefordert werden. Zent-Frenger steht Ihnen gern beratend zur Seite bei der Erlangung und Beurteilung der wasserrechtlichen Genehmigung. 134 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

135 Energiebereitstellung mit Zent-Frenger GEOZENT Großwärmepumpen > GEOZENT Eco Transport und Aufstellung Transport zur und auf der Baustelle GEOZENT Eco Großwärmepumpen müssen beim Transport und in der Bauphase vor Feuchtigkeit und gegen Beschädigungen geschützt werden. Für das Anheben und Transportieren sind die im Grundrahmen dafür vorgesehenen Gabelstablereinschübe und Kranösen zu verwenden. Bei manuellem Transport sind Schwerlastrollen zu benutzen. Auf der Baustelle müssen Vorrichtungen und Geräte zum Entladen und Transport zum Technikraum verfügbar sein. Aufstellung im Technikraum Allgemeine Anforderungen Der Aufstellraum muss trocken und frostsicher sein. Räume mit hoher Luftfeuchtigkeit sind nur bedingt geeignet. Die für Wartungsund Bedienarbeiten erforderlichen Sicherheitsabstände müssen eingehalten werden (siehe Abmessungen und Sicherheitsabstände aller Geräte ab Seite 164). Bautechnische Anforderungen Für den Wärmepumpenbetrieb werden an den Aufstellungsraum im Wesentlichen nur besondere schallschutztechnische Anforderungen gestellt. Der Fußbodenaufbau bei Innenaufstellung sollte grundsätzlich schalldämmend bzw. schallentkoppelt ausgeführt werden. Dafür eignen sich insbesondere schwimmende Estrichaufbauten und schallentkoppelte Betonsockel. Nachfolgend die wichtigsten Richtlinien zur Planung und Aufstellung von Wärmepumpen: DIN 4109 Schallschutz im Hochbau BImSchG Bundesimmissionsschutzgesetzt TA Lärm VDE 0100 Errichten von Starkstromanlagen mit Nennspannungen bis 1000V VDI 2050 Heizzentralen, technische Grundsätze für Planung und Ausführung DVGW W101 Richtlinien für Trinkwasserschutzgebiete Teil1 Schutzgebiete für Grundwasser DIN 8960 Kältemittel Anforderungen DIN 8975 Sicherheitstechnische Grundsätze für Gestaltung, Ausrüstung und Aufstellung von Kälteanlagen DIN 1988 Technische Regeln für Trinkwasser-Installation ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 135

136 Energiebereitstellung mit Zent-Frenger GEOZENT Großwärmepumpen > GEOZENT Eco Anschluss und Inbetriebnahme Hydraulischer Anschluss an das Quellen- und Verbrauchernetz Vor Anschluß der Wärmepumpe muss das komplette Leitungsnetz der Anlage gründlich gespült werden, dies gilt im Sanierungswie auch im Neubaubereich. Rückstände in den Heizungsrohren oder in den Erdwärmesonden/ Erdregisterrohren können zu Schäden an Wärmetauschern wie auch zu Betriebsstörungen der Wärmepumpe führen. Es wird empfohlen, entsprechende Schmutzfänger einzubauen. Zudem muss ein hydraulischer Abgleich im Heiznetz, aber auch im Quellennetz durchgeführt werden. Nach Inbetriebnahme sind in den ersten Wochen und Monaten die eingebrachten bauseitigen Filter auf Rückstände zu kontrollieren und zu reinigen. In warmen Räumen besteht die Gefahr von Kondensatwasser. Dies muss mit dampfdichtem Isolationsmaterial verhindert werden. Alternativ kann anfallendes Kondensat durch einen Tropfwasserablauf abgeleitet werden. Die Installation muss gegen Korrosion geschützt sein (Materialwahl). Um Leckagen feststellen zu können, ist zur Überwachung ein Druckwächter im Solekreis einzubauen (opt. bereits in der Wärmepumpe integriert). Elektrischer Anschluss Die Wärmepumpen sind gemäß mitgeliefertem Anschlussplan elektrisch abzusichern und anzuschließen. Nach Beendigung der Verdrahtungsarbeiten darf kein Probelauf erfolgen. Die Wärmepumpe ist elektrisch gegen die Inbetriebsetzung von unbefugten Personen zu sichern. Elektrische Anschlussarbeiten sind nur durch eine konzessionierte Fachperson auszuführen. Der Anschluss einer Heizungswärmepumpe an das Versorgungsnetz muss grundsätzlich beim Energieversorgungsunternehmen (EVU) angemeldet werden. Dies sollte möglichst schon im Frühstadium der Planung geschehen, um rechtzeitig alle notwendigen Einzelheiten des Anschlusses klären zu können. Die EVU sind üblicherweise an einer Vergleichmäßigung des Stromverbrauches interessiert. Darum bieten sie für die Wärmepumpe i.d.r. günstige Sondertarife mit geregelten Schaltzeiten an. Die technischen Anschlussbedingungen (TAB) sowie die ergänzenden Bestimmungen der TAB des jeweiligen EVU sind für die Errichtung einer Wärmepumpenanlage zu berücksichtigen. Für den elektrischen Anschluss der Wärmepumpe ist ein Drehstromanschluss und ggf. ein Anlaufstrombegrenzer erforderlich. Inbetriebnahme Die Inbetriebnahme erfolgt dreistufig (Vorabnahme mit Kontrolle des hydraulischen Abgleichs der Quelle; Inbetriebnahme der Wärmepumpe; Nachjustierung) und darf nur durch unser qualifiziertes Fachpersonal oder durch instruiertes Personal von Partnerfirmen der Zent-Frenger GmbH erfolgen, ansonsten erlischt automatisch die Werksgarantie. Während der Inbetriebnahme ist der hydraulische Abgleich der Quelle mit uns zusammen durchzuführen. Für die Inbetriebnahme der GEOZENT Eco Wärmepumpe müssen folgende Voraussetzungen erfüllt sein: die Anlage muss auf der Wärmequellen- und Verbraucherseite angeschlossen und komplett gefüllt und entlüftet sein die GEOZENT Eco Wärmepumpe muss elektrisch fachgerecht angeschlossen sein bei der Inbetriebnahme ist die Anwesenheit eines Elektrikers und eines Heizunginstallateurs erforderlich die Inbetriebnahme der Anlage darf nicht zum Zweck der Bautrockung erfolgen Wichtig! Bei der Inbetriebnahme muss zwingend eine abnahmeberechtigte Person anwesend sein. 136 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

137 Energiebereitstellung mit Zent-Frenger GEOZENT Großwärmepumpen > GEOZENT Eco Anwendungsfälle und Beispiele Grundsätzliche Anschlüsse einer GEOZENT Eco Wärmepumpe Anschlüsse Heizkreis 2 Anschlüsse Kühlkreis 3 Anschlüsse Quelle 4 Strom- und Spannungsversorgung 5 Regelung: Sollwertvorgabe Freigabe Betriebsmeldungen Warnmeldungen Alarmmeldungen GEOZENT Eco 80 mit hydraulischen Anschlüssen Heizen T T Verbraucher Kühlen T T T T Quelle Vereinfachtes Hydraulikschema Geozent Eco ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 137

138 Energiebereitstellung mit Zent-Frenger GEOZENT Großwärmepumpen > GEOZENT Eco Anbindung eines Heizspeichers an die GEOZENT Eco Wärmepumpe TT 7 TI 14 PI 2 1 T T TT T T PI T T Beispielhydraulik 1 Lösbare Verbindung 2 Rohrleitungskompensator 3 Mikroblasenabscheider 4 Absperrventile (gegen unabsichtliches Schließen gesichert) 5 Entlüftungshahn 6 Heizspeicher 7 Temperaturfühler Heizspeicher oben 8 Temperaturfühler Heizspeicher unten 9 Heizkreisförderpumpe 10 Verbrauchernetz 11 Manometer 12 Filter 13 Ausdehnungsgefäß 14 Sicherheitsventil 15 Entleerungshahn 138 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

139 Energiebereitstellung mit Zent-Frenger GEOZENT Großwärmepumpen > GEOZENT Eco Anbindung eines Kühlspeichers an die GEOZENT Eco Wärmepumpe 4 PI PI T T TT 7 TI T T 15 TT T T Beispielhydraulik 1 Lösbare Verbindung 2 Rohrleitungskompensator 3 Mikroblasenabscheider 4 Absperrventile (gegen unabsichtliches Schließen gesichert) 5 Entlüftungshahn 6 Kühlspeicher 7 Temperaturfühler Kühlspeicher oben 8 Temperaturfühler Kühlspeicher unten 9 Kühlkreisförderpumpe 10 Verbrauchernetz 11 Manometer 12 Filter 13 Ausdehnungsgefäß 14 Sicherheitsventil 15 Entleerungshahn ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 139

140 Energiebereitstellung mit Zent-Frenger GEOZENT Großwärmepumpen > GEOZENT Eco Brunnen mit Trennwärmetauscher als Quelle T T T T T T OR TT FS M UL UR 7 PS Fließrichtung Grundwasser Beispielhydraulik 1 Förderpumpe (Tauchpumpe) 2 Absperrventil (gegen unabsichtliches Schließen gesichert) 3 Filter 4 Brunnenkreislauf, angesteuertes Absperrventil 5 Strömungswächter 6 Temperaturfühler 7 Entleerungshahn 8 Trennwärmetauscher 9 Differenzdruckwächter 10 Ausdehungsgefäß 11 Sicherheitsbaugruppe 12 Lösbare Verbindung 13 Förderbrunnen 14 Schluckbrunnen 15 Rückschlagklappe 140 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

141 Energiebereitstellung mit Zent-Frenger GEOZENT Großwärmepumpen > GEOZENT Eco Geothermisches Sondenfeld, Energiepfähle oder Flächenkollektoren als Quelle T T T T T T M 1 M 7 TI PI 3 PI 4 7 TI 8 Beispielhydraulik 1 Absperrventil (geregelt) 2 Entgasungsanlage 3 Überdruckventil 4 Ausdehnungsgefäß 5 Absperrventil (manuell) 6 Filter 7 Temperaturfühler 8 Sondenfeld ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 141

142 Energiebereitstellung mit Zent-Frenger GEOZENT Großwärmepumpen > GEOZENT Eco Bivalenter oder monoenergetischer Einsatz der GEOZENT Eco Wärmepumpe zur Grundlastabdeckung im Heizbetrieb TT TT 7 8 TI 4 11 PI PI T T T T T T Beispielhydraulik 1 Lösbare Verbindung 2 Rohrleitungskompensator/Schallkompensator 3 Mikroblasenabscheider 4 Absperrventile (gegen unabsichtliches Schließen gesichert) 5 Entlüftungshahn 6 Heizspeicher 7 Temperaturfühler Heizspeicher oben 8 Temperaturfühler Heizspeicher unten 9 Heizkreisförderpumpe 10 Verbrauchernetz 11 Manometer 12 Filter 13 Ausdehnungsgefäß 14 Sicherheitsventil 15 Entleerungshahn 16 3-Wege-Ventil (Mischer Variante) 17 Wärmetauscher zur zweiten Wärmequelle 18 Fernwärmenetz/Fossil erwärmter Heizkreis 142 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

143 Energiebereitstellung mit Zent-Frenger GEOZENT Großwärmepumpen > GEOZENT Eco Bivalenter oder monoenergetischer Einsatz der GEOZENT Eco Wärmepumpe zur Grundlastabdeckung im Kühlbetrieb 4 PI PI T T TT 7 TT 8 TI T T T 17 T 18 Beispielhydraulik 1 Lösbare Verbindung 2 Rohrleitungskompensator/Schallkompensator 3 Mikroblasenabscheider 4 Absperrventile (gegen unabsichtliches Schließen gesichert) 5 Entlüftungshahn 6 Kühlspeicher 7 Temperaturfühler Kühlspeicher oben 8 Temperaturfühler Kühlspeicher unten 9 Kühlkreisförderpumpe 10 Verbrauchernetz 11 Manometer 12 Filter 13 Ausdehnungsgefäß 14 Sicherheitsventil 15 Entleerungshahn 16 3-Wege-Ventil (Mischer Variante) 17 Wärmetauscher zur zweiten Wärmequelle 18 Eisspeicher, sonstige Kältequellen ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 143

144 Energiebereitstellung mit Zent-Frenger GEOZENT Großwärmepumpen > GEOZENT Eco Beispielvarianten zur Warmwasserbereitung mit der GEOZENT Eco Wärmepumpe TWW T T TT T TI PI T TT PI T T Beispielhydraulik Speicher-in-Speicher Lösung: optimal für hohe Vorlauftemperaturen im Heizkreis ( 45 C) TWW T TKW T T TT TI M PI T T TT PI T T Beispielhydraulik 2-Speicher Lösung für mit Frischwasserstation: optimal für niedrige Vorlauftemperaturen im Heizkreis (Beispielhydraulik) Hinweis Aufgrund der hohen Leistungen der GEOZENT Eco Wärmepumpen sollten keine Kombispeicher eingesetzt werden, bei denen das Trinkwasser über Rohrwendel erwärmt wird. Hier besteht die Gefahr, dass die Rohrwendel nicht ausreichend Wärme an das Trinkwasser abgehen kann und das Heizwasser mit zu hoher Temperaratur zur Wärmepumpe zurück fließt. Das würde zur Folge haben, dass die Wärmepumpe herunter fährt noch bevor die gewünschte Trinkwassertemperatur erreicht worden ist. 144 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

145 Energiebereitstellung mit Zent-Frenger GEOZENT Großwärmepumpen > GEOZENT Eco Anwendungsfall GEOZENT Eco mit Geothermie Sondenfeld und Heiz- und Kühlanforderung In der nachfolgenden Grafik ist der volle Funktionsumfang der GEOZENT Eco Wärmepumpe (Heizen, Kühlen, Naturalkühlen und Dualbetrieb) dargestellt. Alle notwendigen Komponenten sind in kompakter Bauweise im Gerät untergebracht. Dadurch benötigt die GEOZENT Eco für die Aufstellung im Versorgungsraum nur wenig Platz. Durch die ebenfalls bereits integrierten Hydraulikkomponenten wie z.b. Pumpen und Rohrleitungen wird die Gefahr von bauseitigen Anschlussfehlern auf ein Minimum reduziert. TT TI PI T TT T PI T T PI PI T T TT TI Entgasungsanlage TT PI TI PI TI Beispieldarstellung einer GEOZENT Eco Wärmepumpenanlage (Gesamthydraulik) ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 145

146 M M M PS 28B7 M PS 28B7 M M TT TT TT TT TT TT TT TT Energiebereitstellung mit Zent-Frenger GEOZENT Großwärmepumpen > GEOZENT Eco Systemvergleich: Einzelkomponentenlösung GEOZENT Eco Konventionelle Lösung mit Einzelkomponenten Bei einer klassischen Anlagenkonzeption werden die für die Funktionen erforderlichen Komponenten und Baugruppen meist erst auf der Baustelle zusammengebaut. Neben dem erhöhten Planungsaufwand im Vorfeld birgt dieser Ansatz auf der Baustelle Risiken, z.b. dann, wenn Komponenten fehlen oder nicht zueinander passen. Dann sind straffe Zeitpläne oder Kostenvorgaben oftmals nicht mehr einzuhalten. Systemtrenner passive und aktive Kühlung Speicher Kälte/Klima vom Kälteverteiler M M M zum Kälteverteiler M P P Außentemperatur P Sondenverteilung TT Analog Modem Steuerung mit Touchpanel Optional: Analoge Telefonleitung Ethernet MOD Bus Speicher Heizung zum Heizverteiler vom Heizverteiler Wärmepumpe Master Wärmepumpe Slave P TT TT Modullösung mit GEOZENT Eco Wärmepumpen In der GEOZENT Eco Wärmepumpe sind ab Werk bereits alle zur Funktion benötigten Anlagenkomponen integriert und geprüft. Somit braucht die Wärmepumpe auf der Baustelle nur noch mit dem Quellen- und Verbraucherrohrleitungsnetzt verbunden und an die Stromversorgung angeschlossen werden. Das macht die Installation auf der Baustelle wesentlich schneller, sicherer und kalkulierbarer im Vergleich mit der klassischen Einzelkomponenten- Lösung. Speicher Kälte/Klima DSL- Anschluss GLT- Anschluss vom Kälteverteiler zum Kälteverteiler Sondenverteilung Steuerung mit Touchpanel *) *) P *) *) PT PT Microblasenabscheider VPN getunneltes DHCP- PT PT Modem P Außentemperatur *) Energiezentrale GEOZENT Eco Kältemittel R134a Speicher Heizung zum Heizverteiler TT 35B1 *) *) PT PT P vom Heizverteiler Ethylenglykol 25 % *) = Optionaler Lieferumfang von Zent-Frenger, Montage/Elektromontage bauseits 146 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

147 Energiebereitstellung mit Zent-Frenger GEOZENT Großwärmepumpen > GEOZENT Eco Technische Daten GEOZENT Eco Technische Daten Eco Eco 80 Eco 100 Eco 130 Eco 170 Eco 210 Eco 280 Eco 320 Heizen Sole 4/0 C; Wasser 30/35 C (B4/W35). 1) Nennwärmeleistung [kw] 80,4 101,2 130,5 175,0 210,9 287,0 317,5 Entzugsleistung [kw] 63,6 80,3 104,0 138,2 166,0 230,5 253,4 Elektrische Leistungsaufnahme [kw] 16,8 20,9 26,5 36,8 44,9 56,5 64,1 COP [-] 4,79 4,85 4,93 4,76 4,70 5,08 4,95 CO 2 Ersparnis geg. Erdgas bis zu [t/a] 16,9 21,5 28,1 36,5 43,5 63,3 68,6 Heizen Sole 4/0 C; Wasser 45/50 C (B4/W50). 1) Nennwärmeleistung [kw] 73,0 91,4 117,4 163,5 198,8 255,2 291,1 Entzugsleistung [kw] 50,5 63,5 82,7 113,3 137,8 179,5 205,6 Elektrische Leistungsaufnahme [kw] 22,5 27,9 34,7 50,2 61,0 75,7 85,5 COP [-] 3,25 3,28 3,38 3,26 3,26 3,37 3,41 CO 2 Ersparnis geg. Erdgas bis zu [t/a] 8,9 11,3 15,6 20,0 24,4 33,6 39,1 Kühlen Sole 30/25 C; Wasser 12/6 C (B30/W6). 2) 5) Nennkälteleistung [kw] 79,0 99,8 129,1 172,2 206,7 273,7 312,4 Einbringleistung [kw] 95,1 119,8 154,6 207,5 249,9 328,3 374,3 Elektrische Leistungsaufnahme [kw] 16,1 20,0 25,5 35,3 43,2 54,6 61,9 EER [-] 4,89 4,99 5,07 4,88 4,78 5,01 5,05 CO 2 Ersparnis geg. herkömmlichen 2,70 3,67 5,02 5,74 6,28 10,24 12,00 Kältemaschinen [t/a] Dualbetrieb Wasser 12/6 C; Wasser 45/50 C. 3) 5) Nennwärmeleistung [kw] 83,1 104,0 133,7 182,9 223,7 291,6 331,4 Nennkälteleistung [kw] 59,8 75,1 97,9 131,6 161,2 214,0 242,7 Elektrische Leistungsaufnahme [kw] 23,3 28,9 35,8 51,2 62,5 77,6 88,7 Dualbetrieb - Leistungszahl [-] 6,13 6,20 6,46 6,14 6,16 6,52 6,47 CO 2 Ersparnis geg. herkömmlichen 12 15,2 20,5 26,5 32, ,8 Kältemaschinen und Erdgas [t/a] Naturalkühlbetrieb Sole 10/4 C; Wasser 12/6 C 4) 5) Nennkälteleistung [kw] 79,0 100,0 129,0 172,0 206,0 274,0 311,0 Elektrische Leistungsaufnahme [kw] 1,9 2,3 3,3 4,1 4,5 5,5 7,0 CO 2 Ersparnis geg. herkömmlichen Kältemaschinen [t/a] 13,2 16,9 21,5 28,8 34,8 46,7 52,4 1) 1800 h Heizen pro Jahr. 2) 1500 h Kühlung pro Jahr. 3) 1000 h Dualbetrieb pro Jahr. 4) 1500 h Naturalkühlung pro Jahr. 5) EER der vergleichenden Kältemaschine: 4 COP: Coefficient of Performance EER: Energy Efficiency Ratio ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 147

148 Energiebereitstellung mit Zent-Frenger GEOZENT Großwärmepumpen > GEOZENT Eco Eco 80 Eco 100 Eco 130 Eco 170 Eco 210 Eco 280 Eco 320 Verdichter [-] CSH Y CSH Y CSH Y CSH Y CSH Y CSH Y CSH Y Kältemittel [-] R 134A R 134A R 134A R 134A R 134A R 134A R 134A Kältemittel - Menge [kg] Einsatzgrenzen Wärmequelle [ C] -6 C 12 C Heiz- und Kühlwasser [ C] 6 C 50 C Gesamtabmessungen Länge [mm] Breite [mm] Höhe Basis/Gehäuse [mm] 1750/ / / / / / /1845 Anzahl Module [-] Leergewicht (Basis) ca. [kg] Leergewicht (Gehäuse) ca. [kg] Betriebsgewicht (Gehäuse) ca. [kg] Schalldruckpegel [db(a)] 75,5 81,5 80,7 79,9 83,9 84,1 84,5 Elektrischer Anschluss Einspeisung, Betriebsspannung 3 P / N / PE / 400 V / 50 Hz Max. Leistungsaufnahme, ca. [kw] 31, ,4 64,9 77,9 98,5 113,3 Max. Betriebsstrom, ca. [A] 60,1 72,5 86,4 116, ,9 202,8 Max. Anlaufstrom, ca. [A] Max. Anlaufstrom mit PW 1), ca. [A] 2) Dimension Heiznetz [DN] Dimension Kühlnetz [DN] Dimension Geothermie [DN] ) PW: Part Winding (Teilwicklungsanlauf) 2) Anlaufströme des Verdichters mit Frequenzumrichter auf Anfrage 148 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

149 Energiebereitstellung mit Zent-Frenger GEOZENT Großwärmepumpen > GEOZENT Eco Leistungsdiagramme Hinweise zur Nutzung der Leistungsdiagramme Entzugsleistung [kw] B8 4 / W30 35 Diagrammerläuterung: Gesucht wird die Entzugsleistung für den Betriebspunkt B8/W35. B8 steht dabei für die Vorlauftemperatur der Sole, B = (engl.) Brine = Sole. W35 steht für die Vorlauftemperatur im Heiznetz, W = (engl.) Water = Wasser. Zum Ermittlung des Ablesepunktes wird der für diese Diagramme hinterlegte Δ T Wert von 4 K für den Verdampfer von B8 abgezogen (B8-4 K = 4 C). Damit ergibt sich bei 4 C der Ablesepunkt. Nun wird der Schnittpunkt mit der blauen Linie für W35 gewählt. Damit ergibt sich im nebenstehenden Beispiel eine ablesbare Entzugsleistung aus dem Erdreich von ca. 76 kw Temperatur Eintritt in Quelle [ C] Vorlauftemperatur Heiznetz 35 C Vorlauftemperatur Heiznetz 40 C Vorlauftemperatur Heiznetz 45 C Vorlauftemperatur Heiznetz 50 C ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 149

150 Energiebereitstellung mit Zent-Frenger GEOZENT Großwärmepumpen > GEOZENT Eco Leistungskurven Eco 80 Heizbetrieb Entzugsleistung aus Quelle, Δϑ = 4 K 140 Elektrische Leistungsaufnahme 25 Entzugsleistung [kw] Elektrische Leistungsaufnahme [kw] Temperatur Eintritt in Quelle [ C] Temperatur Eintritt in Quelle [ C] Vorlauftemperatur Heiznetz 35 C Vorlauftemperatur Heiznetz 40 C Vorlauftemperatur Heiznetz 45 C Vorlauftemperatur Heiznetz 50 C Vorlauftemperatur Heiznetz 35 C Vorlauftemperatur Heiznetz 40 C Vorlauftemperatur Heiznetz 45 C Vorlauftemperatur Heiznetz 50 C Heizleistung 150 COP 8,0 Heizleistung [kw] COP 7,5 7,0 6,5 6,0 5,5 5,0 4,5 4,0 3, Temperatur Eintritt in Quelle [ C] , Temperatur Eintritt in Quelle [ C] Vorlauftemperatur Heiznetz 35 C Vorlauftemperatur Heiznetz 40 C Vorlauftemperatur Heiznetz 45 C Vorlauftemperatur Heiznetz 50 C Vorlauftemperatur Heiznetz 35 C Vorlauftemperatur Heiznetz 40 C Vorlauftemperatur Heiznetz 45 C Vorlauftemperatur Heiznetz 50 C 150 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

151 Energiebereitstellung mit Zent-Frenger GEOZENT Großwärmepumpen > GEOZENT Eco Leistungskurven Eco 80 Kühlbetrieb Eintragsleistung in Quelle, Δϑ = 5 K 150 Elektrische Leistungsaufnahme 18 Eintragsleistung [kw] Elektrische Leistungsaufnahme [kw] Temperatur Eintritt in Quelle [ C] Temperatur Eintritt in Quelle [ C] 40 Vorlauftemperatur Kühlnetz 18 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 15 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 12 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 09 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 06 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 18 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 15 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 12 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 09 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 06 C Kühlleistung EER 9,0 8,5 Kühlleistung [kw] EER 8,0 7,5 7,0 6,5 6,0 5,5 5, Temperatur Eintritt in Quelle [ C] 40 4, Temperatur Eintritt in Quelle [ C] 40 Vorlauftemperatur Kühlnetz 18 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 15 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 12 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 09 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 06 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 18 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 15 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 12 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 09 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 06 C ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 151

152 Energiebereitstellung mit Zent-Frenger GEOZENT Großwärmepumpen > GEOZENT Eco Leistungskurven Eco 100 Heizbetrieb Entzugsleistung aus Quelle, Δϑ = 4 K 160 Elektrische Leistungsaufnahme 32 Entzugsleistung [kw] Elektrische Leistungsaufnahme [kw] Temperatur Eintritt in Quelle [ C] Temperatur Eintritt in Quelle [ C] Vorlauftemperatur Heiznetz 35 C Vorlauftemperatur Heiznetz 40 C Vorlauftemperatur Heiznetz 45 C Vorlauftemperatur Heiznetz 50 C Vorlauftemperatur Heiznetz 35 C Vorlauftemperatur Heiznetz 40 C Vorlauftemperatur Heiznetz 45 C Vorlauftemperatur Heiznetz 50 C Heizleistung COP 8,0 7,5 7,0 Heizleistung [kw] COP 6,5 6,0 5,5 5,0 4, , , Temperatur Eintritt in Quelle [ C] , Temperatur Eintritt in Quelle [ C] Vorlauftemperatur Heiznetz 35 C Vorlauftemperatur Heiznetz 40 C Vorlauftemperatur Heiznetz 45 C Vorlauftemperatur Heiznetz 50 C Vorlauftemperatur Heiznetz 35 C Vorlauftemperatur Heiznetz 40 C Vorlauftemperatur Heiznetz 45 C Vorlauftemperatur Heiznetz 50 C 152 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

153 Energiebereitstellung mit Zent-Frenger GEOZENT Großwärmepumpen > GEOZENT Eco Leistungskurven Eco 100 Kühlbetrieb Eintragsleistung in Quelle, Δϑ = 5 K 180 Elektrische Leistungsaufnahme 21 Eintragsleistung [kw] Elektrische Leistungsaufnahme [kw] Temperatur Eintritt in Quelle [ C] Temperatur Eintritt in Quelle [ C] 40 Vorlauftemperatur Kühlnetz 18 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 15 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 12 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 09 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 06 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 18 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 15 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 12 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 09 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 06 C Kühlleistung 160 EER 9,0 Kühlleistung [kw] EER 8,5 8,0 7,5 7,0 6,5 6,0 5,5 5,0 4, Temperatur Eintritt in Quelle [ C] 40 4, Temperatur Eintritt in Quelle [ C] 40 Vorlauftemperatur Kühlnetz 18 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 15 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 12 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 09 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 06 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 18 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 15 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 12 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 09 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 06 C ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 153

154 Energiebereitstellung mit Zent-Frenger GEOZENT Großwärmepumpen > GEOZENT Eco Leistungskurven Eco 130 Heizbetrieb Entzugsleistung aus Quelle, Δϑ = 4 K Elektrische Leistungsaufnahme Entzugsleistung [kw] Elektrische Leistungsaufnahme [kw] Temperatur Eintritt in Quelle [ C] Vorlauftemperatur Heiznetz 35 C Vorlauftemperatur Heiznetz 40 C Vorlauftemperatur Heiznetz 45 C Vorlauftemperatur Heiznetz 50 C Temperatur Eintritt in Quelle [ C] Vorlauftemperatur Heiznetz 35 C Vorlauftemperatur Heiznetz 40 C Vorlauftemperatur Heiznetz 45 C Vorlauftemperatur Heiznetz 50 C Heizleistung COP 8,0 7,5 7,0 Heizleistung [kw] COP 6,5 6,0 5,5 5,0 4, ,0 3, Temperatur Eintritt in Quelle [ C] , Temperatur Eintritt in Quelle [ C] Vorlauftemperatur Heiznetz 35 C Vorlauftemperatur Heiznetz 40 C Vorlauftemperatur Heiznetz 45 C Vorlauftemperatur Heiznetz 50 C Vorlauftemperatur Heiznetz 35 C Vorlauftemperatur Heiznetz 40 C Vorlauftemperatur Heiznetz 45 C Vorlauftemperatur Heiznetz 50 C 154 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

155 Energiebereitstellung mit Zent-Frenger GEOZENT Großwärmepumpen > GEOZENT Eco Leistungskurven Eco 130 Kühlbetrieb Eintragsleistung in Quelle, Δϑ = 5 K 220 Elektrische Leistungsaufnahme 25 Eintragsleistung [kw] Elektrische Leistungsaufnahme [kw] Temperatur Eintritt in Quelle [ C] Temperatur Eintritt in Quelle [ C] 40 Vorlauftemperatur Kühlnetz 18 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 15 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 12 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 09 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 06 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 18 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 15 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 12 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 09 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 06 C Kühlleistung EER 10,0 9,5 9,0 Kühlleistung [kw] EER 8,5 8,0 7,5 7,0 6, , , Temperatur Eintritt in Quelle [ C] 40 5, Temperatur Eintritt in Quelle [ C] 40 Vorlauftemperatur Kühlnetz 18 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 15 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 12 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 09 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 06 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 18 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 15 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 12 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 09 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 06 C ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 155

156 Energiebereitstellung mit Zent-Frenger GEOZENT Großwärmepumpen > GEOZENT Eco Leistungskurven Eco 170 Heizbetrieb Entzugsleistung aus Quelle, Δϑ = 4 K 270 Elektrische Leistungsaufnahme 55 Entzugsleistung [kw] Elektrische Leistungsaufnahme [kw] Temperatur Eintritt in Quelle [ C] Temperatur Eintritt in Quelle [ C] Vorlauftemperatur Heiznetz 35 C Vorlauftemperatur Heiznetz 40 C Vorlauftemperatur Heiznetz 45 C Vorlauftemperatur Heiznetz 50 C Vorlauftemperatur Heiznetz 35 C Vorlauftemperatur Heiznetz 40 C Vorlauftemperatur Heiznetz 45 C Vorlauftemperatur Heiznetz 50 C Heizleistung 310 COP 8,0 Heizleistung [kw] COP 7,5 7,0 6,5 6,0 5,5 5,0 4,5 4,0 3, Temperatur Eintritt in Quelle [ C] , Temperatur Eintritt in Quelle [ C] Vorlauftemperatur Heiznetz 35 C Vorlauftemperatur Heiznetz 40 C Vorlauftemperatur Heiznetz 45 C Vorlauftemperatur Heiznetz 50 C Vorlauftemperatur Heiznetz 35 C Vorlauftemperatur Heiznetz 40 C Vorlauftemperatur Heiznetz 45 C Vorlauftemperatur Heiznetz 50 C 156 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

157 Energiebereitstellung mit Zent-Frenger GEOZENT Großwärmepumpen > GEOZENT Eco Leistungskurven Eco 170 Kühlbetrieb Eintragsleistung in Quelle, Δϑ = 5 K 310 Elektrische Leistungsaufnahme 37 Eintragsleistung [kw] Elektrische Leistungsaufnahme [kw] Temperatur Eintritt in Quelle [ C] Temperatur Eintritt in Quelle [ C] 40 Vorlauftemperatur Kühlnetz 18 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 15 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 12 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 09 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 06 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 18 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 15 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 12 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 09 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 06 C Kühlleistung 280 EER 8, ,0 Kühlleistung [kw] EER 7,5 7,0 6,5 6,0 5,5 5, Temperatur Eintritt in Quelle [ C] 40 4, Temperatur Eintritt in Quelle [ C] 40 Vorlauftemperatur Kühlnetz 18 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 15 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 12 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 09 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 06 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 18 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 15 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 12 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 09 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 06 C ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 157

158 Energiebereitstellung mit Zent-Frenger GEOZENT Großwärmepumpen > GEOZENT Eco Leistungskurven Eco 210 Heizbetrieb Entzugsleistung aus Quelle, Δϑ = 4 K 330 Elektrische Leistungsaufnahme 70 Entzugsleistung [kw] Elektrische Leistungsaufnahme [kw] Temperatur Eintritt in Quelle [ C] Temperatur Eintritt in Quelle [ C] Vorlauftemperatur Heiznetz 35 C Vorlauftemperatur Heiznetz 40 C Vorlauftemperatur Heiznetz 45 C Vorlauftemperatur Heiznetz 50 C Vorlauftemperatur Heiznetz 35 C Vorlauftemperatur Heiznetz 40 C Vorlauftemperatur Heiznetz 45 C Vorlauftemperatur Heiznetz 50 C Heizleistung COP 8,0 7,5 7,0 Heizleistung [kw] Temperatur Eintritt in Quelle [ C] COP 6,5 6,0 5,5 5,0 4,5 4,0 3,5 3, Temperatur Eintritt in Quelle [ C] Vorlauftemperatur Heiznetz 35 C Vorlauftemperatur Heiznetz 40 C Vorlauftemperatur Heiznetz 45 C Vorlauftemperatur Heiznetz 50 C Vorlauftemperatur Heiznetz 35 C Vorlauftemperatur Heiznetz 40 C Vorlauftemperatur Heiznetz 45 C Vorlauftemperatur Heiznetz 50 C 158 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

159 Energiebereitstellung mit Zent-Frenger GEOZENT Großwärmepumpen > GEOZENT Eco Leistungskurven Eco 210 Kühlbetrieb Eintragsleistung in Quelle, Δϑ = 5 K Elektrische Leistungsaufnahme Eintragsleistung [kw] Elektrische Leistungsaufnahme [kw] Temperatur Eintritt in Quelle [ C] Vorlauftemperatur Kühlnetz 18 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 15 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 12 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 09 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 06 C Temperatur Eintritt in Quelle [ C] Vorlauftemperatur Kühlnetz 18 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 15 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 12 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 09 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 06 C 40 Kühlleistung EER Kühlleistung [kw] EER 9,0 8,5 8,0 7,5 7,0 6,5 6,0 5,5 5, Temperatur Eintritt in Quelle [ C] Vorlauftemperatur Kühlnetz 18 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 15 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 12 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 09 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 06 C 40 4, Temperatur Eintritt in Quelle [ C] Vorlauftemperatur Kühlnetz 18 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 15 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 12 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 09 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 06 C 40 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 159

160 Energiebereitstellung mit Zent-Frenger GEOZENT Großwärmepumpen > GEOZENT Eco Leistungskurven Eco 280 Heizbetrieb Entzugsleistung aus Quelle, Δϑ = 4 K 420 Elektrische Leistungsaufnahme 90 Entzugsleistung [kw] Elektrische Leistungsaufnahme [kw] Temperatur Eintritt in Quelle [ C] Temperatur Eintritt in Quelle [ C] Vorlauftemperatur Heiznetz 35 C Vorlauftemperatur Heiznetz 40 C Vorlauftemperatur Heiznetz 45 C Vorlauftemperatur Heiznetz 50 C Vorlauftemperatur Heiznetz 35 C Vorlauftemperatur Heiznetz 40 C Vorlauftemperatur Heiznetz 45 C Vorlauftemperatur Heiznetz 50 C Heizleistung 500 COP 8,0 7, ,0 Heizleistung [kw] COP 6,5 6,0 5,5 5,0 4, ,0 3, Temperatur Eintritt in Quelle [ C] , Temperatur Eintritt in Quelle [ C] Vorlauftemperatur Heiznetz 35 C Vorlauftemperatur Heiznetz 40 C Vorlauftemperatur Heiznetz 45 C Vorlauftemperatur Heiznetz 50 C Vorlauftemperatur Heiznetz 35 C Vorlauftemperatur Heiznetz 40 C Vorlauftemperatur Heiznetz 45 C Vorlauftemperatur Heiznetz 50 C 160 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

161 Energiebereitstellung mit Zent-Frenger GEOZENT Großwärmepumpen > GEOZENT Eco Leistungskurven Eco 280 Kühlbetrieb Eintragsleistung in Quelle, Δϑ = 5 K 450 Elektrische Leistungsaufnahme 56 Eintragsleistung [kw] Elektrische Leistungsaufnahme [kw] Temperatur Eintritt in Quelle [ C] Temperatur Eintritt in Quelle [ C] 40 Vorlauftemperatur Kühlnetz 18 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 15 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 12 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 09 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 06 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 18 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 15 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 12 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 09 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 06 C Kühlleistung 450 EER 9,0 8, ,0 Kühlleistung [kw] EER 7,5 7,0 6,5 6,0 5, ,0 4, Temperatur Eintritt in Quelle [ C] 40 4, Temperatur Eintritt in Quelle [ C] 40 Vorlauftemperatur Kühlnetz 18 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 15 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 12 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 09 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 06 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 18 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 15 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 12 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 09 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 06 C ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 161

162 Energiebereitstellung mit Zent-Frenger GEOZENT Großwärmepumpen > GEOZENT Eco Leistungskurven Eco 320 Heizbetrieb Entzugsleistung aus Quelle, Δϑ = 4 K 480 Elektrische Leistungsaufnahme Entzugsleistung [kw] Entzugsleistung [kw] Temperatur Eintritt in Quelle [ C] Temperatur Eintritt in Quelle [ C] Vorlauftemperatur Heiznetz 35 C Vorlauftemperatur Heiznetz 40 C Vorlauftemperatur Heiznetz 45 C Vorlauftemperatur Heiznetz 50 C Vorlauftemperatur Heiznetz 35 C Vorlauftemperatur Heiznetz 40 C Vorlauftemperatur Heiznetz 45 C Vorlauftemperatur Heiznetz 50 C Heizleistung 560 COP 8,0 7, ,0 Heizleistung [kw] COP 6,5 6,0 5,5 5,0 4,5 4, , Temperatur Eintritt in Quelle [ C] , Temperatur Eintritt in Quelle [ C] Vorlauftemperatur Heiznetz 35 C Vorlauftemperatur Heiznetz 40 C Vorlauftemperatur Heiznetz 45 C Vorlauftemperatur Heiznetz 50 C Vorlauftemperatur Heiznetz 35 C Vorlauftemperatur Heiznetz 40 C Vorlauftemperatur Heiznetz 45 C Vorlauftemperatur Heiznetz 50 C 162 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

163 Energiebereitstellung mit Zent-Frenger GEOZENT Großwärmepumpen > GEOZENT Eco Leistungskurven Eco 320 Kühlbetrieb Eintragsleistung in Quelle, Δϑ = 5 K 550 Elektrische Leistungsaufnahme 65 Eintragsleistung [kw] Elektrische Leistungsaufnahme [kw] Temperatur Eintritt in Quelle [ C] Temperatur Eintritt in Quelle [ C] 40 Vorlauftemperatur Kühlnetz 18 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 15 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 12 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 09 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 06 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 18 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 15 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 12 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 09 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 06 C Kühlleistung EER 9, ,5 8,0 Kühlleistung [kw] EER 7,5 7,0 6,5 6, ,5 5, Temperatur Eintritt in Quelle [ C] Vorlauftemperatur Kühlnetz 18 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 15 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 12 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 09 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 06 C 40 4, Temperatur Eintritt in Quelle [ C] Vorlauftemperatur Kühlnetz 18 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 15 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 12 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 09 C Vorlauftemperatur Kühlnetz 06 C 40 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 163

164 Energiebereitstellung mit Zent-Frenger GEOZENT Großwärmepumpen > GEOZENT Eco Abmessungen und Sicherheitsabstände GEOZENT Eco 80 Basisversion A B B A Frontansicht Seitenansicht Anschlusskennzeichnungen (DN50 PN10) 1 Rücklauf vom Heiznetz 2 Vorlauf vom Heiznetz 3 Rücklauf vom Kaltnetz 4 Vorlauf vom Kaltnetz 5 Rücklauf von der Geothermie 6 Vorlauf zur Geothermie Anschläge A Kranöse B Staplereinschub 1 3 Draufsicht Abmessungen in mm Technische Änderungen vorbehalten 164 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

165 Energiebereitstellung mit Zent-Frenger GEOZENT Großwärmepumpen > GEOZENT Eco GEOZENT Eco 80 Gehäuseversion A B B A Frontansicht Seitenansicht Anschlusskennzeichnungen (DN50 PN10) 1 Rücklauf vom Heiznetz 2 Vorlauf vom Heiznetz 3 Rücklauf vom Kaltnetz 4 Vorlauf vom Kaltnetz 5 Rücklauf von der Geothermie 6 Vorlauf zur Geothermie Anschläge A Kranöse B Staplereinschub 1 3 Draufsicht Abmessungen in mm Technische Änderungen vorbehalten Sicherheitsabstände (gültig auch für die Basisversion) ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 165

166 Energiebereitstellung mit Zent-Frenger GEOZENT Großwärmepumpen > GEOZENT Eco GEOZENT Eco 100 Basisversion A B B A Frontansicht Seitenansicht Anschlusskennzeichnungen (DN65 PN10) 1 Rücklauf vom Heiznetz 2 Vorlauf vom Heiznetz 3 Rücklauf vom Kaltnetz 4 Vorlauf vom Kaltnetz 5 Rücklauf von der Geothermie 6 Vorlauf zur Geothermie Anschläge A Kranöse B Staplereinschub 1 3 Draufsicht Abmessungen in mm Technische Änderungen vorbehalten 166 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

167 Energiebereitstellung mit Zent-Frenger GEOZENT Großwärmepumpen > GEOZENT Eco GEOZENT Eco 100 Gehäuseversion A B B A Frontansicht Seitenansicht Anschlusskennzeichnungen (DN65 PN10) 1 Rücklauf vom Heiznetz 2 Vorlauf vom Heiznetz 3 Rücklauf vom Kaltnetz 4 Vorlauf vom Kaltnetz 5 Rücklauf von der Geothermie 6 Vorlauf zur Geothermie Anschläge A Kranöse B Staplereinschub 1 3 Draufsicht Abmessungen in mm Technische Änderungen vorbehalten Sicherheitsabstände (gültig auch für die Basisversion) ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 167

168 Energiebereitstellung mit Zent-Frenger GEOZENT Großwärmepumpen > GEOZENT Eco GEOZENT Eco 130 Basisversion A B B A Frontansicht Seitenansicht Anschlusskennzeichnungen (DN80 PN10) 1 Rücklauf vom Heiznetz 2 Vorlauf vom Heiznetz 3 Rücklauf vom Kaltnetz 4 Vorlauf vom Kaltnetz 5 Rücklauf von der Geothermie 6 Vorlauf zur Geothermie Anschläge A Kranöse B Staplereinschub 1 3 Draufsicht Abmessungen in mm Technische Änderungen vorbehalten 168 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

169 Energiebereitstellung mit Zent-Frenger GEOZENT Großwärmepumpen > GEOZENT Eco GEOZENT Eco 130 Gehäuseversion A B B A Frontansicht Seitenansicht Anschlusskennzeichnungen (DN80 PN10) 1 Rücklauf vom Heiznetz 2 Vorlauf vom Heiznetz 3 Rücklauf vom Kaltnetz 4 Vorlauf vom Kaltnetz 5 Rücklauf von der Geothermie 6 Vorlauf zur Geothermie Anschläge A Kranöse B Staplereinschub 1 3 Draufsicht Abmessungen in mm Technische Änderungen vorbehalten Sicherheitsabstände (gültig auch für die Basisversion) ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 169

170 Energiebereitstellung mit Zent-Frenger GEOZENT Großwärmepumpen > GEOZENT Eco GEOZENT Eco 170 Basisversion A B B A Frontansicht Seitenansicht Anschlusskennzeichnungen (DN80 PN10) 1 Rücklauf vom Heiznetz 2 Vorlauf vom Heiznetz 3 Rücklauf vom Kaltnetz 4 Vorlauf vom Kaltnetz 5 Rücklauf von der Geothermie 6 Vorlauf zur Geothermie Anschläge A Kranöse B Staplereinschub 1 3 Draufsicht Abmessungen in mm Technische Änderungen vorbehalten 170 ZENT-FRENGER ER TECHNISCHER HER GESAMTKATALOG

171 Energiebereitstellung mit Zent-Frenger GEOZENT Großwärmepumpen > GEOZENT Eco GEOZENT Eco 170 Gehäuseversion A B B A Frontansicht Seitenansicht Anschlusskennzeichnungen (DN80 PN10) 1 Rücklauf vom Heiznetz 2 Vorlauf vom Heiznetz 3 Rücklauf vom Kaltnetz 4 Vorlauf vom Kaltnetz 5 Rücklauf von der Geothermie 6 Vorlauf zur Geothermie Anschläge A Kranöse B Staplereinschub 1 3 Draufsicht Sicherheitsabstände (gültig auch für die Basisversion) Abmessungen in mm Technische Änderungen vorbehalten ZENT-FRENGER ER TECHNISCHER HER GESAMTKATALOG 171

172 Energiebereitstellung mit Zent-Frenger GEOZENT Großwärmepumpen > GEOZENT Eco GEOZENT Eco 210 Basisversion A B B A Frontansicht Seitenansicht Anschlusskennzeichnungen (DN100 PN10) 1 Rücklauf vom Heiznetz 2 Vorlauf vom Heiznetz 3 Rücklauf vom Kaltnetz 4 Vorlauf vom Kaltnetz 5 Rücklauf von der Geothermie 6 Vorlauf zur Geothermie Anschläge A Kranöse B Staplereinschub 1 3 Draufsicht Abmessungen in mm Technische Änderungen vorbehalten 172 ZENT-FRENGER ER TECHNISCHER HER GESAMTKATALOG

173 Energiebereitstellung mit Zent-Frenger GEOZENT Großwärmepumpen > GEOZENT Eco GEOZENT Eco 210 Gehäuseversion A B B A Frontansicht Seitenansicht Anschlusskennzeichnungen (DN100 PN10) 1 Rücklauf vom Heiznetz 2 Vorlauf vom Heiznetz 3 Rücklauf vom Kaltnetz 4 Vorlauf vom Kaltnetz 5 Rücklauf von der Geothermie 6 Vorlauf zur Geothermie Anschläge A Kranöse B Staplereinschub 1 3 Draufsicht Sicherheitsabstände (gültig auch für die Basisversion) Abmessungen in mm Technische Änderungen vorbehalten ZENT-FRENGER ER TECHNISCHER HER GESAMTKATALOG 173

174 Energiebereitstellung mit Zent-Frenger GEOZENT Großwärmepumpen > GEOZENT Eco GEOZENT Eco 280 Basisversion A B B A A B B A Frontansicht Seitenansicht Rückansicht Draufsicht Anschlusskennzeichnungen (DN100 PN10) 1 Rücklauf vom Heiznetz 2 Vorlauf vom Heiznetz 3 Rücklauf vom Kaltnetz 4 Vorlauf vom Kaltnetz 5 Rücklauf von der Geothermie 6 Vorlauf zur Geothermie Anschläge A Kranöse B Staplereinschub Abmessungen in mm Technische Änderungen vorbehalten 174 ZENT-FRENGER ER TECHNISCHER HER GESAMTKATALOG

175 Energiebereitstellung mit Zent-Frenger GEOZENT Großwärmepumpen > GEOZENT Eco GEOZENT Eco 280 Gehäuseversion A B B A A B B A Frontansicht Seitenansicht Rückansicht Draufsicht Anschlusskennzeichnungen (DN100 PN10) 1 Rücklauf vom Heiznetz 2 Vorlauf vom Heiznetz 3 Rücklauf vom Kaltnetz 4 Vorlauf vom Kaltnetz 5 Rücklauf von der Geothermie 6 Vorlauf zur Geothermie Anschläge A Kranöse B Staplereinschub Sicherheitsabstände (gültig auch für die Basisversion) Abmessungen in mm Technische Änderungen vorbehalten ZENT-FRENGER ER TECHNISCHER HER GESAMTKATALOG 175

176 Energiebereitstellung mit Zent-Frenger GEOZENT Großwärmepumpen > GEOZENT Eco GEOZENT Eco 280 Hydraulikmodul Basisversion A B B A Frontansicht Seitenansicht Draufsicht Anschläge A Kranöse B Staplereinschub GEOZENT Eco 280 Hydraulikmodul Gehäuseversion A B B A Frontansicht Seitenansicht Draufsicht Anschläge A Kranöse B Staplereinschub Abmessungen in mm Technische Änderungen vorbehalten 176 ZENT-FRENGER ER TECHNISCHER HER GESAMTKATALOG

177 Energiebereitstellung mit Zent-Frenger GEOZENT Großwärmepumpen > GEOZENT Eco GEOZENT Eco 280 Kältemodul Basisversion A B B A Frontansicht Seitenansicht Draufsicht Anschläge A Kranöse B Staplereinschub GEOZENT Eco 280 Kältemodul Gehäuseversion A B B A Frontansicht Seitenansicht Draufsicht Anschläge A Kranöse B Staplereinschub Abmessungen in mm Technische Änderungen vorbehalten ZENT-FRENGER ER TECHNISCHER HER GESAMTKATALOG 177

178 Energiebereitstellung mit Zent-Frenger GEOZENT Großwärmepumpen > GEOZENT Eco GEOZENT Eco 320 Basisversion A B B A A B B A Frontansicht Seitenansicht Rückansicht Draufsicht Anschlusskennzeichnungen (DN100 PN10) 1 Rücklauf vom Heiznetz 2 Vorlauf vom Heiznetz 3 Rücklauf vom Kaltnetz 4 Vorlauf vom Kaltnetz 5 Rücklauf von der Geothermie 6 Vorlauf zur Geothermie Anschläge A Kranöse B Staplereinschub Abmessungen in mm Technische Änderungen vorbehalten 178 ZENT-FRENGER ER TECHNISCHER HER GESAMTKATALOG

179 Energiebereitstellung mit Zent-Frenger GEOZENT Großwärmepumpen > GEOZENT Eco GEOZENT Eco 320 Gehäuseversion A B B A A B B A Frontansicht Seitenansicht Rückansicht Draufsicht Anschlusskennzeichnungen (DN100 PN10) 1 Rücklauf vom Heiznetz 2 Vorlauf vom Heiznetz 3 Rücklauf vom Kaltnetz 4 Vorlauf vom Kaltnetz 5 Rücklauf von der Geothermie 6 Vorlauf zur Geothermie Anschläge A Kranöse B Staplereinschub Sicherheitsabstände (gültig auch für die Basisversion) Abmessungen in mm Technische Änderungen vorbehalten ZENT-FRENGER ER TECHNISCHER HER GESAMTKATALOG 179

180 Energiebereitstellung mit Zent-Frenger GEOZENT Großwärmepumpen > GEOZENT Eco GEOZENT Eco 320 Hydraulikmodul Basisversion A B B A Frontansicht Seitenansicht Draufsicht Anschläge A Kranöse B Staplereinschub GEOZENT Eco 320 Hydraulikmodul Gehäuseversion A B B A Frontansicht Seitenansicht Draufsicht Anschläge A Kranöse B Staplereinschub Abmessungen in mm Technische Änderungen vorbehalten 180 ZENT-FRENGER ER TECHNISCHER HER GESAMTKATALOG

181 Energiebereitstellung mit Zent-Frenger GEOZENT Großwärmepumpen > GEOZENT Eco GEOZENT Eco 320 Kältemodul Basisversion A B B A Frontansicht Seitenansicht Draufsicht Anschläge A Kranöse B Staplereinschub GEOZENT Eco 320 Kältemodul Gehäuseversion A B B A Frontansicht Seitenansicht Draufsicht Anschläge A Kranöse B Staplereinschub Abmessungen in mm Technische Änderungen vorbehalten ZENT-FRENGER ER TECHNISCHER HER GESAMTKATALOG 181

182 Energiebereitstellung mit Zent-Frenger GEOZENT Großwärmepumpen > GEOZENT Profi GEOZENT Profi die geothermische Energiezentrale nach Maß Systembeschreibung/Einsatzbereiche In konventionellen Energiekonzepten werden Heizwärme und die Kälteenergie von getrennt arbeitenden Anlagen erzeugt. Verwendet man zur Wärme- und Kälteenergieerzeugung nur ein einziges Aggregat, werden in beachtlichem Maße technische und wirtschaftliche Ressourcen eingespart. Deshalb haben wir für gewerblich genutzte Gebäude und große Wohnanlagen die hocheffiziente, vielseitig einsetzbare, multifunktionale Energiezentrale GEOZENT Profi entwickelt. Diese werden projektbezogen geplant und produziert und als funktionsfertige Einheit mit allen erforderlichen hydraulischen und elektrischen Komponenten und Funktionen zur Baustelle geliefert. GEOZENT Profi bietet maximale Flexibilität für individuelle Anlagenkonfigurationen. So sind im Quellenkreislauf, abhängig von der jeweiligen Wärmequelle, die unterschiedlichsten Medien wie Wasser und Soleflüssigkeit in unterschiedlichen Konzentrationen einsetzbar. Auch auf der Verbraucherseite ist die GEOZENT Profi äußerst vielseitig. Hier ist z.b. auf Wunsch die Trinkwassererwärmung mittels Heißgasauskopplung möglich. Bei der Konzeptionierung werden alle relevanten behördlichen Auflagen und Vorschriften berücksichtigt. Zum Funktionsumfang zählt auch das Zent-Frenger Monitoring System VISUZENT. Es erfasst laufend sämtliche relevanten Betriebsdaten der Anlage und berichtet per Datenfernübertragung an ausgewählte Empfangsstellen. VISUZENT zeichnet Betriebszustände automatisch auf und liefert bei Störungen eine umfassende Diagnose, die an unser Servicepersonal automatisch weitergeleitet wird. Zudem bietet VISUZENT die Möglichkeit zur laufenden Anlagenoptimierung auf der Grundlage erfasster Betriebszustände. Ihr Plus Individuelle Planung und Fertigung gemäß Vorgaben Geringer Platzbedarf durch kompakte Bauform Schnelle Montage und Montagesicherheit durch anschlussfertige Einheit Hohe Ausfallsicherheit durch Fernwartung und -diagnose Hohe Effienz durch objektspezifische Planung und Fertigung Alles aus einer Hand, nur ein Ansprechpartner für Planung, Einbau, Betrieb und im Gewährleistungsfall Langlebig und betriebssicher durch den Einsatz hochwertiger und erprobter Komponenten 182 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

183 Energiebereitstellung mit Zent-Frenger GEOZENT Großwärmepumpen > GEOZENT Profi Mehr als eine Wärmepumpe die Energiezentrale GEOZENT Profi Die Energiezentrale GEOZENT Profi besteht aus der werkseitig montierten, hydraulisch umschaltbaren Wärmepumpe mit integrierter Systemhydraulik für parallelen Heiz- und Kühlbetrieb, Naturalkühlung, Hochtemperatur Heizbetrieb, Abwärmeauskoppelung, Geothermieanschluss. Integriert sind drehzahlgeregelte Umwälzpumpen, Verdichter, Regelventile, Umschaltventile, Schaltschrank mit frei programmierbarer Mess- Steuer- und Regelungstechnik, umfassende Sensorik, Industrie PC mit großer Speicherplatte, Flatscreen, Bedienungstastatur. Ein wesentlicher Grund für die überragende Wirtschaftlichkeit dieser Maschine ist die komplette Integration aller systemrelevanten Stromverbraucher in der Energiezentrale. Dadurch wird die Maschine in jedem Betriebsfall energetisch optimal betrieben. Durch strömungsoptimierte hydraulische Schaltungen mit frequenzgeregelten Umwälzpumpen der höchsten Effizienzklasse werden weit überdurchschnittliche Jahresarbeitszahlen erzielt. Eine GEOZENT Profi Energiezentrale eignet sich optimal für die Heizwärmeund Klimakälteversorgung von Büro-/Verwaltungsgebäuden Industriebauten Schulen Krankenhäuser Mehrfamilienhäuser Hotels Zukunftssicher versorgt die Energiezentrale das Gebäude mit Wärme-, Kälteenergie und erforderlichenfalls mit Brauchwasser. Als Energiequelle eignet sich kostenlose Prozess- oder Umweltenergie, die beispielsweise aus einem Erdabsorber gewonnen wird. Die GEOZENT Profi bedient die gesamte Bandbreite an Verbrauchern, die bei der Energienutzung in Gebäuden Einsatz finden. Die verfügbaren Betriebsarten wie Heizbetrieb Kühlbetrieb Dualbetrieb (gleichzeitiges Heizen und Kühlen) Naturalkühlbetrieb Warmwasserbereitung bieten somit eine wirtschaftliche Alternative zur konventionellen Wärme- und Kälteerzeugung. Ihr Plus Großes Leistungsspektrum, Heiz- und Kühlleistungen ab 50 kw aufwärts Als Sole/Wasser und Wasser/ Wasser-Ausführung lieferbar Monovalente und bivalente Betriebsweise möglich Trinkwassererwärmung bis 60 C durch integrierte Hochtemperatur Wärmeauskopplung Geschlossenes Gehäuse für hohe Laufruhe Intelligente Leistungsregelung Frei programmierbare Steuerung mit komfortabler Bedienungsoberfläche Integrierte Schnittstellen für Monitoring und Datenfernübertragung ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 183

184 Energiebereitstellung mit Zent-Frenger GEOZENT Großwärmepumpen > GEOZENT Profi Gehäuseverkleidung Das formschöne, schalldämmende Gerätegehäuse der GEOZENT Profi dient zur Aufnahme der gesamten Anlagentechnik. Es besteht aus einem lackiertem Stahlrahmen und ist mit pulverbeschichteten Blechkassetten verkleidet. Zur leichteren Zugänglichkeit sind alle Verkleidungsteile mit einer Schnellschluss-Verriegelung versehen und die Medienanschlüsse nach oben herausgeführt. Wärmepumpe Die Wärmepumpe erzeugt die erforderliche Wärme- und Kälteenergie und zeichnet sich durch folgende Merkmale aus: Laufruhige, sauggas-gekühlte Scrollverdichter bzw. Schraubenverdichter Elektronischer Motorvollschutz Dampfdiffusionsdichte Dämmung aller Komponenten Elektronisches Expansionsventil bedarfsgeführte Leistungsanpassung. Hydraulik Die GEOZENT Profi verfügt in der Standardkonfiguration über Anschlüsse für das Heiznetz, Kühlnetz und die Geothermie. In der Ausbaustufe mit Brauchwassererwärmung kommen zusätzlich noch die Netze Brauchwassererwärmung Stufe I und Stufe II hinzu. Alle für einen automatischen Betrieb erforderlichen Komponenten, Stellglieder, Umschaltventile, Differenzdruckmanometer, Sensoren, Füll- und Entleerhähne, Sicherheitsorgane und die Verrohrung sind bereits integriert und dampfdiffusionsdicht gedämmt. Alle Netze sind mit drehzahlgeregelten Pumpen, den erforderlichen Regel- und Stellorganen und den wasserseitigen Verbindungsleitungen ausgestattet. Es kommen ausschließlich energieeffiziente Pumpen neuester Generation zum Einsatz (Grundfos Blueflux Technologie) Automatische Umschaltung zwischen mechanischem und Natural-Kühlbetrieb Gleichzeitige Nutzung der Energiequellen Gebäude und Geothermie (Dualbetrieb) Verrohrung des Hydraulikkreises in Edelstahl Kompaktplattenwärmetauscher aus Edelstahl MSR Technik Schaltschrank Der nach VDE-Richtlinien verdrahtete Schaltschrank ist stirnseitig am Gehäuse der Energiezentrale angeordnet. Er enthält alle für den Betrieb der Energiezentrale erforderlichen Last- und Steuerteile. Die Komponenten der Energiezentrale sind ab Werk betriebsbereit verdrahtet Beispielaufbau einer GEOZENT Profi Energiezentrale Umwälzpumpen mit elektronischer Differenzdruckmessung Regelventil mit Stellantrieb 3 Verdichter Gehäuse aus pulverbeschichteten Blechkassetten Regel- und Steuerschaltschrank Dampfdiffusionsdichte Dämmung der Edelstahlrohrleitungen, sowie ALLER Komponenten 7 Wärmetauscher (Verdampfer, Kondensator, etc.) 8 9 tragfähiger, geschweißter Stahl-Grundrahmen allseitige, schalldämmende Auskleidung der Geräteinnenseite 10 Kältemittelsammler 184 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

185 Energiebereitstellung mit Zent-Frenger GEOZENT Großwärmepumpen > GEOZENT Profi Speicherprogrammierbare Steuerung Kern der Anlage ist eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) System SAIA-BURGESS mit den erforderlichen Ein- und Ausgangsmodulen. Die SPS regelt sämtliche Funktionen der Energiezentrale entsprechend den Sollwertvorgaben und entscheidet selbst die wirtschaftlichste Betriebsart. Die Nutzenübergabe zum Gebäude erfolgt üblicherweise in parallel geschaltete Pufferspeicher für Wärme- und Kälteenergie. SPS Modul Bei asymmetrischem Bedarf von Wärme- und Kälteenergie sorgt das eingebaute Lastmanagement automatisch für einen thermischen Ausgleich über die geothermische Quelle. So werden besonders hohe Arbeitszahlen erzielt. Die Umschaltung von Naturalkühlbetrieb auf mechanischen Kühlbetrieb erfolgt entsprechend des verfügbaren Kühlpotenzials der geothermischen Wärmesenke. Funktionen Regeln, Steuern und Überwachen der kältetechnischen und hydraulischen Funktionen Regeln, Steuern und Überwachen der integrierten Umwälzpumpen Kommunikation mit der ggf. vorhandenen übergeordneten GLT, Überwachen des Geothermiekreislaufes Regelung der Vorlauftemperaturen Überwachen der Wärmeaustauscher Fülldrucküberwachung für den Geothermiekreislauf Betriebsstundenzähler der Verdichter und Pumpen Speicherladeschaltung für den Warmwasser- und Kaltwasserpufferspeicher Gebäudeleittechnik GEOZENT Profi Energiezentralen sind keine in sich geschlossenen Systeme. Neben den hydraulischen Schnittstellen zur Gebäudetechnik com in out verfügen die Energiezentralen auch über Schnittstellen zur Einbindung in eine bestehende oder geplante Gebäudeleittechnik. So können über unterschiedliche Bussysteme z.b. Betriebsparameter abgefragt und Sollwerte übermittelt werden. Betriebssicherheit Die Energiezentrale bietet ein hohes Maß an Betriebssicherheit zum Schutz des Gesamtsystems. Hoch- und Niederdrucküberwachung des Kältekreislaufes Strömungs-, Frostschutzüberwachung und Motorenschutz Fülldrucküberwachung des Geothermiekreislaufes mit zweistufiger Leckagemeldung (Stufe 1 Warnmeldung, Stufe 2 Abschaltung der Anlage) Überwachung der Vor- und Nachlaufzeiten der Pumpen Plausibilitätsprüfung der Sensoren Automatischer Wiederanlauf nach Stromausfall Betriebsart (Heizen, Kühlen, direkte Kühlung, Standby) Betriebsmeldung Sammelstörung Temperatursollwertvorgabe für das Heiz-, Kühl- und Brauchwassernetz Energieanforderung für die angeschlossenen Netze Standard: Analog (0-10V) Optional: Profibus DP (master&slave), Bacnet, LON, EiB, OTC oder Ether-S-Bus, Modbus TCP Schnittstellen zur Gebäudeleittechnik ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 185

186 Energiebereitstellung mit Zent-Frenger GEOZENT Großwärmepumpen > GEOZENT Profi Bedienung, Diagnose und Optimierung Bedientableau In der Standardkonfiguration verfügt die Energiezentrale über ein monochromes Display, welches Informationen über den Anlagenzustand liefert. Die menügeführte Bedienung der Regelung ermöglicht die Konfiguration der wesentlichen Betriebsparameter, sowie der Heiz- und Kühlkurven bei der witterungsgeführten Ausführung. Eine Alarmund Störungssignalisierung erfolgt durch ein akustisches Signal. Das Bedientableau ermöglicht folgende Anzeigefunktionen: Visualisierung des Betriebszustandes einer Heizen/Kühlen Wärmepumpenanlage mit kreislauf Geothermie- (Beispiel) Betriebszustand der Anlage Vorgabewerte der Gebäudeleittechnik Betriebszustände aller Verdichter, Pumpen, Ventile, etc. (analoge und digitale Signale) sowie Energiezähler (falls vorhanden) Betriebsstundenzähler für alle Verdichter, Pumpen, etc. Betriebstundenzähler für die einzelnen Betriebsarten Stör- und Alarmmeldungen Medientemperaturen am Einund Austritt von Heiznetz, Kühlnetz, Geothermieanlage, Verdampfer, Kondensatoren Medientemperatur oben und unten im Warmpuffer und Kaltpuffer Diagnosemenü zur Überprüfung der Funktion des Signalaustausches der GLT Datenfernzugriff auch über Smartphones und Tablet PCs mit Android Betriebsystem Anzeige des Betreibszustandes von Einzelkomponenten, hier Kaltwasserkreislaufpumpe P4 (Beispiel) 186 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

187 Energiebereitstellung mit Zent-Frenger GEOZENT Großwärmepumpen > GEOZENT Profi Webbasierte Prozessvisualisierung VISUZENT Die Prozessvisualisierung VISUZENT ermöglicht es, standortunabhängig die Betriebsabläufe der Energiezentrale mittels eines Standardbrowsers nachvollziehbar darzustellen. Die webbasierte Visualisierung dient zur grafischen Darstellung und Anzeige der Prozesse und Betriebsparameter einschließlich der eingebundenen Peripherie. Die Prozessdatenbereitstellung basiert auf dem OPC- Standard und eignet sich somit auch zur Einbindung von Anlagen unterschiedlicher Hersteller an die Prozessvisualisierung. Die Hardware basiert auf einem modernen Industrie-PC und einem in der Schaltschrankfront integrierten TFT-Display mit Tastatur. VISUZENT nutzt die Möglichkeiten der Internet-Kommunikationstechnik einschließlich moderner Sicherheitstechnologien und lässt sich somit problemlos in eine bestehende IT- Infrastruktur integrieren. Das System ist entweder über einen ISDN- Anschluss oder eine Internetverbindung anwählbar. Die Bereitstellung beider Datenleitungen ermöglicht bei Ausfall eines Systems eine Redundanz. Die Erweiterung der Basis-Displayversion um dieses Feature bietet folgende Vorteile: Fernbedienung und -wartung durch ein zentrales Servicecenter Implementiertes, frei definierbares Alarmmanagement Betriebsbegleitende Optimierung Speicherung und Bereitstellung der Prozessdaten Softwareupdates und -anpassungen Störungshistorie, -analyse und -beseitigung Kommunikation über Intranet des Kunden Servicenetzwerk Zent-Frenger Heppenheim Zent-Fregner Spezialist Router Zent-Frenger Kommunikation Wireless über UMTS/HSDPA Servicenetzwerk Zent-Frenger Heppenheim Zent-Fregner Spezialist Router Zent-Frenger Alarm/ server Sichere Verbindung Alarm/ server Sichere Verbindung Kundennetzwerk Internet Internet Arbeitsplatzrechner Kundennetz Sichere Verbindung Sichere Verbindung Mobile Endgeräte Router Kunde Wireless Verbindung über UMTS/HSDPA Sichere Verbindung Schaltschrank Geozent Frequenzumrichter Schaltschrank Geozent Router Geozent Frequenzumrichter Visualisierung Router Geozent Visualisierung SPS-System SPS-System ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 187

188 Energiebereitstellung mit Zent-Frenger GEOZENT Großwärmepumpen > GEOZENT Profi Modular anpassbare Energiekonzepte mit GEOZENT Profi GEOZENT Profi Energiezentralen werden als anschlussfertige Einheit objektspezifisch ausgelegt, konstruiert und hergestellt. Dadurch entfällt ein großer Teil der sonst notwendigen Verrohrung und Regelungstechnik in der Zentrale, was den Baustellenablauf beschleunigt und die Ausfallsicherheit erheblich erhöht. Bei kleineren GEOZENT Profi Energiezentralen < 215 kw ist die gesamte Technik incl. Regelung, Wärmepumpe und die hydraulische Verrohrung in einem Modul untergebracht. Hier kommen i.d.r. Scrollverdichter und das Kältemittel R 407 C zum Einsatz. Für ein einfacheres Handling beim Transport und auf der Baustelle sind die großen Maschinen 215 kw i.d.r. zweiteilig aufgebaut. Hier befindet sich die gesamte Hydraulik in einem separaten Modul. Mittels hydraulischen Schnellverbindern lassen sich beide Module auf der Baustelle einfach zusammenkoppeln. In derartige GEOZENT Profi Energiezentralen mit Heißgasauskopplung zur Trinkwassererwärmung werden üblicherweise Schraubenverdichter und das Kältemittel R 134 a eingesetzt. Beispiel: Modulare GEOZENT Profi Energiezentrale HKN 215 mit Heißgasauskopplung zur Trinkwassererwärmung Wärmepumpenmodul Hydraulikmodul Ihr Plus Handlingsvorteile bei Transport und Kranung Montagevorteile bei beengten räumlichen Gegebenheiten Schnelle und sichere Montage durch anschlussfertige Komponenten Wärmepumpenmodul, Hydraulikmodul sowie die Regelungstechnik sind optimal aufeinander abgestimmt Wärmepumpen- und Hydraulikmodul getrennt für einfacheren Transport und erleichtertes Handling auf der Baustelle 188 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

189 Auftraggeber/Bauvorhaben Bauabschnitt/-teil Stockwerk/Wohnung Datum/Stempel/Unterschrift ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 189

190 190 Regenerative Energiegewinnung

191 Vom Prinzip des Gebens und Nehmens 192 Geothermische Grundwassernutzung 193 Erdwärmesonden 195 Thermisch aktive erdreichberührte Betonbauteile 197 Eisspeicher 200 Spülen und Befüllen des Solekreises

192 Energiegewinnung mit Zent-Frenger Regenerative Energiegewinnung Vom Prinzip des Gebens und Nehmens Ohne Energie ist unsere heutige, moderne Gesellschaft nicht denkbar. Dabei stehen bei der Energiegewinnung seit vielen Jahren nicht regenerierbare, fossile Energieträger im Mittelpunkt. Doch die sind nur noch in begrenztem Maße und zu stetig weiter steigenden Kosten verfügbar. Deshalb ist es an der Zeit, neue Wege bei der Energiegewinnung zu gehen. Wege, die zukunfts fähig sind und gleichzeitig unsere Umwelt schützen. Wege, die sich klimaund ressourcenschonend auswirken wie beispielsweise die Nutzung der geothermischen Energie. Sie kann langfristig und in unbegrenztem Maß genutzt werden, ist regenerierbar und macht den Verbraucher unabhängiger von importierten fossilen Energieträgern wie Öl und Gas. Für den effizienten Betrieb einer Geo - thermieanlage ist von elementarer Bedeutung, dass die Temperatur des Untergrundes ab einer Tiefe von ca m nahezu konstant C beträgt. Diese Voraussetzung ist in den meisten Klimazonen Europas gegeben. Mittels Wärmepumpen werden diese z.b. über Erdsonden oder erdreichberührte Betonbauteile gewonnenen Temperaturen soweit angehoben, dass sie zur Gebäudeheizung genutzt werden können. Aber mit der Geothermie kann nicht nur im Winter geheizt, sondern auch im Sommer gekühlt werden. Dabei wird dem Gebäude i.d.r. über ein wasserführendes Rohrleitungssystem Wärme entzogen und in das Erdreich eingeleitet. Bei dem Einsatz von Flächensystemen zur Gebäudekühlung kann üblicherweise durch freie Kühlung (Free Cooling) auf eine maschinelle Kälteerzeugung mittels Kältemaschinen oder reversiblen Wärmepumpen verzichtet werden. Das reduziert den Fremdenergiebedarf Energie zum Betrieb der Umwälzpumpe benötigt wird. Bei der geplanten Nutzung von geothermischer Energie zum Heizen und Kühlen sind jedoch bereits bei der Planung diverse Faktoren zu berücksichtigen, wie z.b.: Heiz- bzw. Kühlbedarf des Gebäudes Anordnung, Abstand, Geometrie, Herstellungsart und Betoneigenschaften der Pfähle, Schlitzwände, Erdwärmesonden usw. Klimatische Bedingungen Physikalische Bodeneigenschaften Thermische Bodeneigenschaften Hydrogeologische Eigenschaften des Bodens Tiefe und Schwankungsbereich des Grundwasserspiegels Strömungsrichtung, Ergiebigkeit und Fließgeschwindigkeit des Grundwassers Zent-Frenger hat eine ganzheitliche und wirtschaftliche Technologie entwickelt, die das geothermische Heizen und Kühlen von Gebäuden jeglicher Art perfekt ermöglicht. Dabei wird die grundstückseigene Erd wärme genutzt, die eine saisonal unabhängige Energiegewinnung mit hoher Versorgungs sicherheit bietet. Diese Technologie beruht auf dem Prinzip des Gebens und Nehmens. Denn durch die Nutzung der Energie aus der Tiefe wird dem Erdreich im Winter Wärme zur Heizung eines Gebäudes entzogen und im Sommer, wenn eine Kühlung des Gebäudes erforderlich ist, wieder ins Erdreich zurückgeführt. Als das zentrales Element kommt bei dieser Technologie speziell in Großobjekten die Zent-Frenger Großwärmepumpe GEOZENT zum Einsatz. Sie sorgt in ihrer Funktion als Energiezentrale dafür, dass die benötigte Wärme oder Kälte jederzeit und mit größmöglicher Effizienz zur Verfügung steht. 192 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

193 Energiegewinnung mit Zent-Frenger Regenerative Energiegewinnung > Geothermische Grundwassernutzung Geothermische Grundwassernutzung Grundwasser als Energielieferant Gerade in Großobjekten wie Gewerbebetrieben, öffentlichen Einrichtungen und Bürogebäuden hat sich Grundwasser als zuverlässige, wirtschaftliche und umweltfreundliche Wärmequelle etabliert. Da Grundwasser im Jahresverlauf eine relativ konstante Temperatur von ca. 10 C aufweist, ist es als Wärmequelle zum Heizen und als Wärmesenke zur Gebäudekühlung hervorragend geeignet. Die zuverlässige Verfügbarkeit erlaubt i.d.r. einen monovalenten Wärmepumpenbetrieb mit hohen Jahresarbeitszahlen (JAZ). Voraussetzung für die thermische Nutzung des Grundwassers sind ein nachgewiesener, ergiebiger Grundwasserleiter und eine ausreichende Grundwasserqualität. Geothermische Brunnenanlagen können direkt für Kühlzwecke oder in Verbindung mit einer Großwärmepumpe auch zum Heizen genutzt werden. Das strömende Grundwasser führt zu einer schnellen natürlichen Regeneration und ermöglicht lange Wärmepumpenlaufzeiten. Die Wassergewinnung erfolgt über einen Entnahmebrunnen im Grundwasserzustrom. Nach dem Wärmeentzug durch einen geeigneten Wärmeaustauscher erfolgt die Rückführung in den Grundwasserleiter über einen separaten Schluckbrunnen im Grundwasserabstrom. Die Brunnenleistung hängt im Wesentlichen von den hydrogeologischen Gegebenheiten ab, die durch eine Probebohrung mit Pumpversuch ermittelt werden können. Dabei wird eine Wasserprobe entnommen und auf die technisch relevanten Inhaltsstoffe analysiert. So kann eine optimale Materialauswahl erfolgen, die einen nachhaltigen Betrieb der Anlage sicherstellt. Einfluss der Wasserqualität Um die Wärmepumpe vor einer ungenügenden Wasserqualität zu Heizen Verbraucher Kühlen T T T T T T schützen, ist es sinnvoll, einen Zwischenkreis-Wärmetauscher im Primärkreislauf einzusetzen. Der Trennwärmetauscher im Zwischenkreislauf ist aus korrosionsbeständigem Material zu wählen und muss problemlos zu reinigen sein. Es gilt zu beachten, dass die Zwischenkreislauftemperatur je nach Wärmequelle unter den Gefrierpunkt fallen kann (Frostschutz im Zwischenkreislauf). Deshalb ist die Konzentration des Wärmeträgers im Zwischenkreislauf auf die tiefstmögliche Verdampfungstemperatur auszulegen. Trennwärmetauscher (Zwischenkreis) Fließrichtung Grundwasser Schutz der Wärmepumpenanlage durch einen Zwischenkreis- Wärmetauscher. ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 193

194 Energiegewinnung mit Zent-Frenger Regenerative Energiegewinnung > Geothermische Grundwassernutzung Voraussetzungen und Planung Bei der geplanten Nutzung von Grundwasser als Energielieferant sind einige Aspekte und Anforderungen zu beachten. Vor allem sind die gesetzlichen Vorschriften zum Gewässerschutz zu beachten. Für die Grundwasserentnahme und die Wiedereinleitung ist eine wasserrechtliche Erlaubnis bei den zuständigen Behörden zu beantragen. Da in Wasser/Wasser-Wärmepumpen wassergefährdende Stoffe zirkulieren, sind geothermische Grundwasserbrunnen in Wasserschutzgebieten grundsätzlich verboten. Befreiungen von dem Verbot sind ggf. möglich, wenn die geothermische Grundwasserförderung innerhalb von oberflächennahen, flachen Grundwasserleitern stattfindet und eine Konkurrenz zu den Brunnen der öffentlichen Trinkwasserversorgung ausgeschlossen werden kann. Die wichtigsten Aspekte zur Planung sind nachfolgend stichwortartig aufgeführt: Voranfrage und Genehmigung (Untere Wasserbehörde) Geologische Erkundung Untersuchungen zur Ergiebigkeit des Aquifers und der Fließrichtung, Flurabstand Wassertemperaturen (Entnahme und Rückspeisung) Wasserqualität (Fe, Mn, etc.) und Materialauswahl ggf. Altlasten im Boden Brunnenabstand Schluckbrunnen im Abstrom etc. Unser Kompetenzzentrum Geothermie (KOGE) verfügt über umfassende Erfahrungen auf dem Gebiet und unterstützt Sie gerne bei der Planung Ihrer Brunnenanlage. Brunnenbau in der Praxis Bildquellen: Krämer Brunnenbau 194 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

195 Energiegewinnung mit Zent-Frenger Regenerative Energiegewinnung > Erdwärmesonden Erdwärmesonden Allgemeine Hinweise Die Jahresarbeitszahl (JAZ) einer Wärmepumpe wird wesentlich durch die Auslegung der Erdwärmesonden beeinflusst. Für die Dimensionierung ist die Kälteleistung der Wärmepumpe am Auslegungspunkt, die Lage und die Anordnung sowie die Länge der Erdwärmesonden zu berücksichtigen. Je nach geografischer Lage sowie der Bodenbeschaffenheit (geologisches Gutachten) kann die Entzugsleistung abweichen. Für die Versetzung von Erdwärmesonden sind die allgemeinen Bohr- und Verlegungsbedingungen der Bohrfirma zu beachten. Die zum Einsatz kommenden Erdwärmesonden-Typen sind in Einfach-U, Doppel-U oder Koaxial ausgeführt. Sie haben einen Durchmesser von mm und werden in einer Bohrtiefe von m eingebracht. Um eine optimale Anbindung an das Erdreich zu gewährleisten, wird das Bohrloch mit einem gut wärmeleitenden Materiel verpresst. Erdsonden sind nach dem Einbau im Fall einer Undichtigkeit nicht mehr oder nur mit großem Aufwand zugängig. Deshalb ist eine vorherige Druckprüfung unbedingt erforderlich. Diese ist gemäß VDI 4640 Blatt 2 sowie DVGW-Arbeitsblatt W400-2 bzw. DIN EN 805 durchzuführen. Folgende Druckprüfungen sind Vorschrift bzw. werden empfohlen: Werksprüfung der Sonden vor der Auslieferung Druckprüfung vor dem Verpressen empfohlen Funktionsprüfung der verpressten Sonden gemäß VDI. Prüfdruck laut VDI min. 6 bar, max. Druckabfall 0,2 bar Systemdruckprobe vor Inbetriebnahme mit dem 1,5 fachen Betriebsdruck Thermische Regeneration des Untergrundes Vergleichbar mit einem Akkumulator hat der durch die Erdwärmetauscher erschlossene Untergrund eine begrenzte Wärmekapazität. Bei hohen Entzugsleistungen kühlt der Untergrund schneller ab, d.h. je höher die Entzugsleistung desto kürzer die maximal mögliche Entnahmedauer. Die thermische Regeneration des Untergrunds ist für einen nachhaltigen Anlagenbetrieb sowohl aus technischer als auch aus wasserrechtlicher Sicht von entscheidender Bedeutung. Sie hängt neben den geologischen Gegebenheiten (Gesteinseigenschaften und Grundwasserverhältnisse) auch von der Betriebsweise der Wärmepumpenanlage ab (Heizbetrieb und/oder Kühlbetrieb). Dabei ist zu beachten, dass dem Untergrund im Heizbetrieb Wärme entzogen wird, während im Kühlbetrieb eine Wärmerückführung in den Untergrund erfolgt. Zur Bestimmung der Gesteinskennwerte (Wärmeleitfähigkeit λ, spezifische Wärmekapazität c, ungestörte Temperatur T 0 ) wird in der Regel eine Testsonde erstellt, an der ein Geothermal Response Test (GRT) durchgeführt wird. Zusätzlich können mögliche Grundwassereinflüsse durch den Vergleich der Temperaturprofile vor und nach dem GRT erkannt werden. Die Ergebnisse des GRT sowie die Energien und Leistungen im Untergrund sind wichtige Eingangsdaten für die geothermische Simulation. Bei Anlagen mit einer Wärmepumpengesamtheizleistung > 30 kw und bei Anlagen mit mehr als 2400 Jahresbetriebsstunden muss die korrekte Anlagenauslegung gemäß VDI 4640 Blatt 2 durch eine geeignete geothermische Simulation nachgewiesen werden. Die Grundwasserverhältnisse am Standort haben einen entscheidenden Einfluss auf die geothermische Nutzbarkeit des Untergrundes: I. Bei strömendem Grundwasser erfolgt eine relativ schnelle, natürliche Regeneration des Untergrunds. Der Untergrund dient bedarfsabhängig als Wärmeund/oder Kältequelle. II. Ohne strömendes Grundwasser erfolgt die natürliche Regeneration wesentlich langsamer. Deshalb sollte hier auf eine ausgeglichene Energiebilanz im Untergrund (d.h. Entzug Eintrag) geachtet werden, um einen nachhaltigen Anlagenbetrieb sicherzustellen. Der Untergrund dient dabei als saisonaler Wärmespeicher. ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 195

196 Energiegewinnung mit Zent-Frenger Regenerative Energiegewinnung > Erdwärmesonden Anordnung mehrerer Erdwärmesonden Minimale Abstände zwischen mehreren Erdsonden L L L L Sondenlänge [m] Min. Verlegeabstand L [m] bis 50 5 (VDI 4660) bis (VDI 4660) ab hier Erfahrungswerte bis bis Leitungsverlegung im Erdreich L L min. 1,0 m min. 1,2 m Erdreich Füllung mit Sand Leitungen Erdreich Füllung nach Aushub Hinweis Der Bohrer kann während des Bohrvorganges verlaufen. Um dennoch genügend thermischen Abstand zwischen den Erdsonden zu gewährleisten, ist der oben angegebene Abstand zwischen den einzelnen Bohrstellen empfehlenswert. Je tiefer gebohrt wird, desto größer muss der Abstand zwischen den Sonden gewählt werden, um das Verlaufen der Bohrung auszugleichen. Anbindeleitungen Erdwärmesonden werden üblicherweise einzeln an einen zentralen Verteiler angeschlossen. Jede Erdwärmesonde sollte dabei ab dem Verteiler einzeln absperrbar sein. Die Anbindeleitungen sind möglichst kurz zu halten, um die Druckverluste zu minimieren. Das gesamte Anbindungsnetz incl. der Verbindungstechnik muss für den Einsatz mit Soleflüssigkeit als Wärmeträgermedium geeignet und vom Hersteller freigegeben sein. 196 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

197 Energiegewinnung mit Zent-Frenger Regenerative Energiegewinnung > Thermisch aktive erdreichberührte Betonbauteile Thermisch aktive erdreichberührte Betonbauteile Beton ist durch seine gute Wärmeleitfähigkeit sehr gut zur Herstellung von erdreichberührten Wärmetauschern geeignet, sowohl zur Energiegewinnung (Heizen) als auch zur Energieeinspeisung in das Erdreich (Gebäudekühlung). Dazu werden Betonbauwerke wie z.b. Gründungspfähle, Fundamentplatten oder auch Schlitzwände, die in direktem Kontakt zum Untergrund stehen, mit Kunststoffrohren ausgestattet. In den Rohren zirkuliert später die Wärmeträgerflüssigkeit (Sole). Die Anbindung an die Anlagentechnik im Gebäude erfolgt über ein Rohrleitungsnetz. Energiepfähle Grundsätzlich stehen bei der Erstellung von Energiepfählen die statischen Anforderungen an die Gebäudegründung im Vordergrund. Das bedeutet, dass die Bauwerksstatik die Anzahl und Abmessungen, z.b. die Länge, der thermisch aktivierbaren Gründungspfähle vorgibt. Übliche Gründungspfähle sind ca m lang. Die Temperaturen in der obersten Erdschicht variieren mit den Jahreszeiten. Mit zu - nehmender Tiefe werden diese Schwankungen deutlich geringer. Ab einer Tiefe von ca. 15 m hat das Erdreich eine weitgehend konstante Temperatur. Betriebsweise Eine Energiepfahlanlage sollte möglichst als Wechselspeicher (saisonal wechselnder Heiz- und Kühlbetrieb) betrieben werden. Dadurch wird eine optimale spezifische Entzugsleistung sowohl für die Wärme- als auch für die Kältegewinnung erreicht. Das Temperaturregime der Energiepfahlanlage kann nachhaltig stabil gestaltet werden. Erfahrungsgemäß ist bei mittleren und großen Energiepfahlanlagen der Grundlastbetrieb der wirtschaftlichste. Dabei ist ein optimales Verhältnis von Leistung und Arbeit im Rahmen der Bemessung anzustreben und festzulegen. Rechtliche Grundlagen Zur Kompensation der Spitzenheizund -kühllasten des Gebäudes sowie zur Warmwasserbereitung können ggf. zusätzliche (geothermische, fossile oder solare) Energiequellen erforderlich sein. Statik Grundsätzlich ist bei der Einbringung von Wärmetauscherrohren in den Beton-Gründungspfahl die geplante Anordnung der Wärmetauscherrohre vom Tragwerksplaner zu prüfen und freizugeben. Um die Tragfähigkeit eines Energiepfahls auch im Betrieb nicht zu beeinträchtigen, muss dieser vor Frostschäden durch eine sichere untere Temperaturbegrenzung der Wärmeträgerflüssigkeit (Sole) geschützt werden. Für alle Energiepfahlanlagen sind die länderspezifischen Vorschriften wie die VDI 4640 und Wasserhaushaltsgesetz (D), SIA D 0190, SIA D 0179 und BAFU-Vollzugsrichtlinie (CH), österreichische Wasserrechtsgesetz, Gewerbeordnung und Bau ordnung (A) zu beachten. Energiepfähle: Thermische Nutzung des Untergrundes Ausgangslage Temperatur des Untergrundes ca C Sommer Gebäudekühlung Untergrund dient als Wärmesenke Herbst Wärmespeicherung im Untergrund bei ca C Winter Gebäudeheizung Untergrund dient als Wärmequelle Frühling Kältespeicherung im Untergrund bei ca. 4 8 C Regenerierung des Erdreichs durch alternierende Heizen/Kühlen Betriebsweise. ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 197

198 Energiegewinnung mit Zent-Frenger Regenerative Energiegewinnung > Thermisch aktive erdreichberührte Betonbauteile Auslegung von Energiepfählen Die Dimensionierung von Energiepfählen ist u.a. vom Leistungsbedarf, der Betriebsweise der Wärmepumpe, der Erdreichbeschaffenheit, den Grundwasserzuständen sowie der Anzahl, Anordnung, Länge, Durchmesser und Materialbeschaffenheit der thermisch aktivierten Gründungspfähle abhängig. Begrenzt wird die erreichbare Entzugsleistung zudem von der maximalen Rückspeisetemperatur (i. d. R. 17 C) sowie der Minimalbegrezung Entnahmetemperatur (0 C) gemäß VDI 4640 Blatt 2. Bodenbeschaffenheit Für die Auslegung einer Energiepfahlanlage ist die Kenntnis der thermischen Eigenschaften des Untergrundes von wesentlicher Bedeutung. Die Auslegung von Energiepfahlanlagen mit entsprechenden Simulationsprogrammen setzt jedoch die Kenntnis über die effektive thermische Leitfähigkeit des Untergrunds über die gesamte aktive Pfahllänge sowie über die Grundwassersituation voraus. Diese Information wird in der Praxis durch den Geothermal Response Test (GRT) direkt vor Ort am Standort ermittelt. Geothermal Response Test Der Geothermal Response Test wird entweder mittels einer GRT Testsonde oder an einem bereits fertig erstelltem Energiepfahl durchgeführt. Dem Energiepfahl wird dabei eine konstante thermische Leistung zugeführt oder entzogen und die Auswertung erfolgt über die Kelvin`sche Linienquellentheorie. Das Ergebnis stellt die geologi schen Verhältnisse am Standort exakt über die gesamte Energiepfahllänge und unter typischen Betriebsbedingungen inklusive den Einfluss eines möglichen vorhandenen Grundwasserflusses dar. Gewerkübergreifende Fachplanung Aufgrund der komplexen geologischen und hydrogeologischen Zusammenhänge der Energiepfahldimensionierung und der erforderlichen Abstimmung auf die Heiz- und Kühlanforderungen des Gebäudes sind Planung, Simulation und Ausführung von Energiepfahlanlagen nur von Fachunternehmen durchzuführen. Schematischer Ablauf zur Erstellung von Ortbeton- Energiepfählen (Beispiel) Erstellung der Bohrlöcher durch Bohren mit Schnecke und Einrammen von Bohrrohren Einführen der Bewehrung mit Rohrregistern Verfüllen der Bohrrohre mit Beton im Kontraktorverfahren und gleichzeitiges Ziehen der Bohrrohre WP UP Entfernen der Schutzummantelung und Installieren der 90 Winkel Verlegen und Montieren der horizontalen Anbindeleitungen mit Anschluss an die Verteileranschlussgruppe, Druckprobe des ganzen Systems, Betonieren der Fundamentplatte Fertigstellen des Rohbaus und Montage von Umwälzpumpe (UP) und Wärmepumpe (WP) 198 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

199 Energiegewinnung mit Zent-Frenger Regenerative Energiegewinnung > Thermisch aktive erdreichberührte Betonbauteile Fundamentplatten Grundsätzlich können auch Fundamentplatten unter Gebäuden zur Energiegewinnung genutzt werden. Üblicherweise werden dabei Kunststoffrohre ähnlich einer Fußbodenheizung vor dem Betonieren der Platte im Abstand von ca. 20 cm auf der Sauberkeitsschicht verlegt. Um einen thermischen Kurzschluss mit dem Gebäude zu vermeiden sind Wärmedämmmaßnahmen zwischen Fundementplatte und Gebäude erforderlich. Da eine natürliche Regenerierung über die Sonneneinstrahlung bei Fundamentplatten nicht möglich ist, sind andere Maßnahmen zur Regenerierung, wie z.b. sommerlicher Eintrag von Abwärme aus der Gebäudekühlung oder eine natürliche Regeneration über Grundwasser erforderlich, um wirtschaftliche Energiemengen aus Fundamentplatten gewinnen zu können. Zent-Frenger Absorberrohre unter einer Fundamentplatte Baugrubenverbauwände Betonbauteile zur Baugrubensicherung wie z.b. Spund- oder Schlitzwände sind ebenfalls als geothermische Absorber nutzbar. Sie werden dazu, vergleichbar mit den Energiepfählen, mit Kunststoffrohren bestückt, durch die Soleflüssigkeit zirkuliert. Mit Zent-Frenger Absorberrohren bestückte Schlitzwandarmierungskörbe fertig für den Einbau ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 199

200 Energiegewinnung mit Zent-Frenger Regenerative Energiegewinnung > Eisspeicher Eisspeicher Quelle: Huber/isocal Systembeschreibung Eisspeicher sind i.d.r. einfache mit Böden und Deckeln versehende Betonzylinder, die in der Nähe des zu temperierenden Gebäudes oberflächennah in das Erdreich eingebracht werden. In den Behältern, welche mit normalem Wasser gefüllt sind, sorgen mit Soleflüssigkeit durchströmte Rohrbündel für den Wärmeaustausch. Eisspeicher werden mit Temperaturen von ca C betrieben, wodurch im Gegensatz zu herkömmlichen Heizungsspeichern, besonders bei großen Speicher- volumina auf eine kostenintensive Wärmedämmung verzichtet werden kann. Eisspeicher werden üblicherweise als saisonale Speicher zum Heizen und idealeweise auch zum Kühlen von Gebäuden betrieben. Im Heizfall wird dem Eisspeicher über eine Wärmepumpe die Wärme wieder entzogen. Dadurch kühlt das Wasser im Speicher zunächst auf 0 C ab und beginnt zu gefrieren. Hierbei wird latente Wärme frei, d.h., die Wassertemperatur verharrt auch bei weiterer Wärmeentnahme konstant bei 0 C bis alles Wasser gefroren ist. Erst dann sinkt sie weiter ab. Durch die Nutzung der latenten Wärme kann ein Eisspeicher bis zu acht mal mehr Energie speichern als ein konventioneller Info Mit der Wärmemenge, die beim Schmelzen von Eis zu Wasser frei wird, könnte die gleiche Menge Wasser von 0 C auf 80 C erwärmt werden. Heizungsspeicher mit gleichem Volumen. Die so gewonnene Energie wird mittels Wärmepumpe auf das für die Raumheizung erforderliche Temperaturniveau gebracht. Um die erforderliche Menge an Heizenergie liefern zu können müssen Eisspeicher, zusätzlich zum Energieeintrag über Erdreich und Sonneneinstrahlung, z.b. mittels Abwärme oder solarer Wärmeüberschüsse aus thermischen Solaranlagen regeneriert werden. Besonders Vorteilhaft ist es, den Eisspeicher in den Sommermonaten zur Gebäudekühlung einzusetzen. Dabei wird die abzuführene Raumwärme in den Speicher eingebracht und das Eis aufgetaut bzw. die Wassertemperatur angehoben. Durch das niedrige Temperaurniveau sind Eisspeicher direkt zur passiven Kühlung in Kombination mit Flächenheiz-/-kühlsystemen und Kühldecken einsetzbar. Dadurch lässt sich kostbare Antriebsenergie für den Kälteprozess der Wärmepumpe einsparen. 200 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

201 Energiegewinnung mit Zent-Frenger Regenerative Energiegewinnung > Eisspeicher Auslegungskriterien Wärmenutzungssystem Die Jahresarbeitszahl von Wärmepumpensystemen ist bekanntlich haupsächlich von der erforderlichen Temperatur für das Wärmenutzungssystem abhängig. Je niedriger die erforderliche Vorlauftemperatur ist, umso höher ist die Jahresarbeitszahl. Flächenheizungen wie z.b. Fußboden-, Wand- oder Deckenheizungen bieten diesbezüglich gegenüber konventionellen Heizkörper gravierende Vorteile, denn sie kommen, bedingt durch die vergleichsweise großen wärmeübertragenden Flächen mit wesentlich niedrigen Temperaturen aus. Im Kühlfall kann über ein Flächenheiz- /-kühlsystem oder über Kühldecken die Raumwärme auf direktem Wege in den Eisspeicher abgeführt werden (Natural Cooling), mit dem bedeutenden Nebeneffekt, dass hierbei der Eisspeicher regeneriert und für die nächste Heizsaison aufgeladen wird. Speichergröße In einem m3 Wasser können unter Ausnutzung der latenten Wärme bei der Umwandlung von Wasser zu Eis ca. 83 kwh Wärmeenergie gespeichert werden. Die Größe des Speichers ist in erster Linie von dem erforderlichen Wärmebedarf des Gebäudes sowie von den Möglichkeiten zur Energiegewinnung und thermischen Regenerierung (z.b. durch Solarkollektoren) abhängig. Bei ausschließlich saisonaler Regenerierung wäre beispielsweise für ein gut gedämmtes Gebäude mit einem Heizwärmebedarf von 40 kwh/(m2 a) theoretisch ein Speichervolumen von 0,48 m3/m2 Nutzfläche erforderlich. Das würde für eine Gebäude mit 1000 m2 Nutzfläche eine Speichervolumen vom 480 m3 erforderlich machen. Da jedoch in der Praxis auch in der Heizperiode Wärme in den Speicher eingebracht wird können Eisspeicher üblichweise erheblich kleiner dimensioniert werden. Solarabsorber (Heizungsunterstützung) T T GEOZENT Wärmepumpe Solarabsorber (Eisspeicher-Regenerierung) T T GEOZENT Wärmepumpe T T T T Flächensystem (Heizen) Eisspeicher Wärmegewinn aus dem Erdreich Flächensystem (Kühlen und Eisspeicher-Regenerierung) Eisspeicher Wärmegewinn aus dem Erdreich Heizbetrieb Zum Heizen wird über die GEOZENT Wärmepumpe dem Wasser im Eisspeicher Energie entzogen bis das Wasser vollständig zu Eis umgewandelt ist. Der Solarabsorber kann dabei zur Heizungsunterstützung eingesetzt werden. Regenerierung In den Sommermonaten wird der Eisspeicher regeneriert. Neben der Regenerierung durch Wärmegewinne aus dem Erdreich können zusätzliche Energien wie z.b. Wärme aus Solaranlagen und Abwärme aus der Gebäudekühlung (Natural Cooling) dazu verwendet werden. ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 201

202 Energiegewinnung mit Zent-Frenger Regenerative Energiegewinnung > Spülen und Befüllen des Solekreises Spülen und Befüllen des Solekreises Spüldauer [Minuten] Spülen des Solekreises Bevor der Primärkreislauf mit der Soleflüssigkeit gefüllt werden kann, muss er gründlich gespült werden. Mit gefiltertem Leitungswasser wird mit Druck zuerst die Umwälzpumpe des Primärkreises und der Verdampfer von Verunreinigungen wie Schweißperlen, Steinchen und Schmutz durchspült. Bei Anlagen mit Erdwärmesonden wird anschließend jeder Kreis der Erdwärmesonde einzeln gespült. Beispielsweise muss eine 140 m lange Sonde mit Durchmesser 32 mm mit 2 bar Druck mindestens 6 Minuten lang gespült werden, wie das nachfolgende Diagramm zeigt Sondenlänge [Meter] Wichtig! Minimale Spüldauer für 32 mm Sonden 2 bar 3 bar Vor dem Befüllen mit Glykolgemisch durch einen zertifizierten WHG Fachbetrieb sind die Planungsunterlagen zu kontrolieren und müssen die wasserrechtlichen Auflagen gemäß wasserrechtlicher Erlaubnis berücksichtigt werden. Vor Befüllung muss der Befüller sicher stellen, dass sowohl die technischen als auch die gesetzlichen Voraussetzung (insbesondere Grundwasserschutz) gegeben sind. Wichtige Hinweise zum Befüllen des Solekreises Nach dem Spülvorgang ist der gesamte Solekreis incl. aller Zuleitungen mit der vorgemischten Soleflüssigkeit zu füllen. Damit eine Sole-Wasser-Wärmepumpenanlage die geforderte Leistung sowie einen störungsfreien Betrieb der Anlage zuverlässig erbringen kann, ist eine fachgerechte und sorgfältige Befüllung des Solekreises von elementarer Bedeutung. Um die einwandfreie Funktion der Wärmepumpenanlage sicher zu stellen, müssen beim Befüllen des Solekreises folgende Anforderungen erfüllt werden: Sauberes Gemisch Richtige Konzentration Homogene Mischung Schmutzfreier Primärkreislauf Verunreinigungen wie Sand, Kiesel usw. können, insbesondere in Erdsonden und Energiepfählen, große Schäden verursachen bzw. zu deren Ausfall führen. Verunreinigungen können zudem zu Zersetzungserscheinungen im Wärmeträgermedium führen, wodurch Schlamm entsteht. Es ist deshalb darauf zu achten, dass beim Einbau kein Schmutz in die Rohre gelangt und dass alle Rohrenden unmittelbar nach dem Einbau von der zuständigen Bohrfirma gut verschlossen werden (PE-Schweißkappe). Erdwärmesonden dürfen nie mit Luft leer geblasen werden, sie müssen jederzeit mit Flüssigkeit gefüllt sein. Außerdem ist es besonders wichtig, dass für die Anmischung der Soleflüssigkeit nur sauberes Wasser (Leitungswasser) mit dem erforderlichen Anteil Frostschutzmittel verwendet wird. Richtige Sole/Wasser- Konzentration Der Solekreis erfordert den Einsatz von umweltfreundlichen Frostschutzmitteln (z.b. Antifrogen N). Die Konzentrationsvorgabe ist einzuhalten und periodisch zu prüfen. Ein zu geringer Frostschutzanteil in der Soleflüssigkeit im Primärkreislauf bietet keinen ausreichenden Schutz gegen Einfrieren und kann zu Frostschäden führen. Zudem entwickelt Soleflüssigkeit in zu geringer Konzentration korrossive Eigenschaften und kann Korrosionsschäden hervorrufen. Aus den genannten Gründen darf eine Mindestkonzentration von 20 % bei Monoethylen und 25 % bei Propylenglycol nicht unterschritten werden. Homogene Durchmischung der Soleflüssigkeit Wenn die berechnete Menge Frostschutz-Konzentrat ohne entsprechende Mischvorrichtung direkt eingefüllt würde, könnten aufgrund der Zähflüssigkeit des Konzentrates beispielsweise einzelne Stränge einer Erdwärmesondenanlage verstopften. Das hätte zur Folge, dass diese Stränge als Quelle ausfallen und damit die berechneten Leistungen nicht mehr realisiert werden können. Zudem wäre durch die unzureichende Vermischung die Konzentration der Sole in den übrigen Strängen nicht ausreichend, um den störungsfreien Betrieb der Wärmepumpe zu gewährleisten. Es ist daher unerlässlich, die Soleflüssigkeit in der erforderlichen Konzentration entsprechend den Herstellervorgaben mit der geeigneten Einrichtung vorzumischen. Alternativ können auch bereits ab Werk fertig gemischte Produkte mit der erforderlichen Konzentration eingesetzt werden. 202 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

203 Energiegewinnung mit Zent-Frenger Regenerative Energiegewinnung > Spülen und Befüllen des Solekreises Befüllen mit Soleflüssigkeit (Beispiel: Erdwärmesonden) Bei Erdwäremsondenanlagen muss jede Sonde der Anlage separat gefüllt werden. Die zum Befüllen erforderlichen Volumina können anhand der nebenstehenden Tabelle dimensionsabhängig errechnet werden. Vor dem Füllvorgang ist unbedingt der Vordruck des Expansionsgefäßes zu kontrollieren (0,5 bis 1,0 bar). Erforderliche Ausrüstung für die Befüllung: Misch-/Füllfass Jetpumpe Überdruckventil Rohrdurchmesser Inhalt je Laufmeter Rohr (Außen x Wandstärke) Erdwärmesonde (2 Kreisläufe/4 Rohre) 32 mm (32 x 2,9 mm) 2,16 Liter (4 x 0,539 Liter) 40 mm (40 x 3,7 mm) 3,36 Liter (4 x 0,838 Liter) Erdkollektor 25 mm (25 x 2,3mm) 0,327 Liter/m 32 mm (32 x 2,9mm) 0,539 Liter/m 40 mm (40 x 3,7mm) 0,838 Liter/m Hinweis Diese Anleitung gilt sinngemäß auch für Anlagen mit Energiepfählen und Erdkollektoren. Überdruckventil 2,5 bar Entleerschlauch SV PI P EG Wichtig! P Die wasserrechtlichen Auflagen aus der wasserrechtlichen Erlaubnis sind zu beachten. Es ist sicher zu stellen, dass keine Sole in die Umwelt gelangt. Filter max. 5 m³/h max. 5 bar Mischfass 120 Liter Füllschlauch Erdreich ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 203

204 Energiegewinnung mit Zent-Frenger Regenerative Energiegewinnung > Spülen und Befüllen des Solekreises Beispiel: Fachgerechte Befüllung einer Doppel-U-Erdwärmesonde 140 m lange Doppel-U-Erdwärmesonden mit einem Durchmesser von 32 mm. Erforderliche Konzentration = 25 %. Die erforderliche Durchmischung mit 100%-igem Frostschutzkonzentrat ist, wie nachfolgend aufgeführt, vorzunehmen. 1 Berechnung des Volumens eines Erdwärmesondenkreises; eine Doppel-U-Erdwärmesonde besteht aus zwei Kreisen! Ein Erdwärmesondenkreislauf mit je einem Vorund einem Rücklauf hat ein Volumen von 302,4 Liter (140 m x 2,16 Liter/m). 2 Anteil des notwendigen Frostschutzkonzentrates: 75,6 Liter (25 % von 302,4 Liter). 3 Damit sich das Konzentrat im Fass mischen kann, müssen zusätzliche 40 Liter Gemisch ins Fass gegeben werden (10 Liter Konzentrat und 30 Liter Wasser). Als Hilfe sind am Fass gut lesbare Volumenmarkierungen anzubringen. 4 Das bereitgestellte Frostschutzkonzentrat gemäß 2 ist ins Mischfass zu geben. 5 Die Schieber zum Verdampfer schließen. 6 Den Schieber eines Stranges (nicht beide Stränge der Erdwärmesonde) öffnen. 7 Den Entleerschlauch aus dem Fass nehmen und in einen Abfluss legen. 8 Die Füllpumpe (Jetpumpe mit genügender Leistung) einschalten und laufen lassen, bis nur noch 40 Liter im Fass sind. Dann Füllpumpe sofort abschalten. Aus dem Entleerschlauch fließt während dieses Vorganges das überflüssige Leitungswasser in den Abfluss. 9 Den Entleerschlauch ins Fass stecken und die Füllpumpe erneut einschalten und so lange laufen lassen, bis sich das Frostschutzkonzentrat und das Wasser gut vermischt haben. Die benötigte Zeit beträgt ca. das 6-fache der Spülzeit. 10 Füllhähne beim Entleerschlauch und anschließend beim Erdwärmesondenverteiler schließen. Über das Überdruckventil (2,5 bar) fließt das überflüssige Gemisch zurück ins Fass. Die Füllpumpe abschalten. Im Fass befinden sich noch ca. 40 Liter Gemisch. Ein Teil wurde durch die Expansion der Erdwärmesonden aufgenommen. 11 Die Mischung für jeden weiteren Kreis einer Erdwärmesonde ist analog 2 vorzubereiten. Die Mischung ist gemäß 3 auf 40 Liter zu ergänzen, und anschließend ist das Frostschutzkonzentrat für die Menge im Strang hinzuzufügen (siehe 4 ) 12 Wenn alle Erdwärmesonden gefüllt sind, müssen noch die Verbindungsleitungen zur Wärmepumpe und der Verdampfer der Wärmepumpe gefüllt werden. Zu diesem Zweck sind alle Schieber zu den Erdwärmesonden zu schließen und die Schieber zum Verdampfer zu öffnen. Sorgfältig wird nun der Rest des Gemisches über den Schieber am Füllschlauch hineingepumpt. Das Wasser im Verdampfer entweicht über den Entleerschlauch. Sobald am Entleerschlauch Frostschutzgemisch austritt, ist der Hahn zu schließen. Über den Pumpendruck wird das Expansionsgefäß bis auf 2,5 bar gefüllt. Zuletzt ist der Hahn am Füllschlauch zu schließen. Es ist nun sichergestellt, dass die Erdwärmesonde schmutzfrei, mit richtiger Konzentration und auf korrekten Betriebsdruck gefüllt ist. 204 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

205 Anhang Service und Support Referenzen Seite 206 Seite 208 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 205

206 Zent-Frenger Anhang > Service und Support Service und Support Die Projektierung einer nachhaltigen Gebäudetemperierung ist komplex, da zum Einen die technischen und rechtlichen Aspekte der geothermischen Wärmegewinnung/Wärmeabfuhr (TBA) und zum Anderen auch die Anforderungen der technischen Gebäudeausrüstung (TGA) zu berücksichtigen sind. Wir beraten unsere Partner in allen Phasen des Bauablaufs vom ersten Entwurf bis zur Gebäudenutzung. In der Entwurfsphase Ihres Projektes stellen wir Ihnen Unterlagen zur nachhaltigen Gebäudeplanung, Empfehlungen für Niedrigenergiesysteme und Kostenschätzungen für die unterschiedlichen Lösungen zur Verfügung. Beim Erarbeiten Ihres Gebäudekonzeptes unterstützen wir Sie bei der Definition von Raumklima- und Behaglichkeitskriterien, die sich aus den Nutzeranforde rungen bezüglich Heizen und Kühlen ergeben Machbarkeit Lösungen entwickeln Design und Technik Auf Grundlage der individuellen Kundenanforderungen in Bezug auf Wirtschaftlichkeit, Nachhaltigkeit und Energieeffizienz leisten wir gezielte Beratung mit Hinblick auf die geeignetsten Lösungen für ein Gebäude. Mit Hilfe modernster Engineering- Software entwickeln wir Konzeptvorschläge gemäß den Kundenbedürfnissen und unter Berücksichtigung der spezifischen Gegebenheiten. Wir verwandeln Ideen in technische Umsetzung unter Berücksichtigung aller relevanten Daten und der geltenden Normen. Unsere Planungsexperten, die Ihr konkretes Projekt betreuen, verfügen über jahrelange Erfahrung. 206 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

207 Zent-Frenger Anhang > Service und Support In der Konstruktionsphase stellen wir Ihnen System-Layouts, Ausführungszeichnungen, Hydraulikberechnungen und Materialspezifikationen zur Verfügung. Gemeinsam mit unseren Partnern gewährleisten wir in der Bauphase einen optimalen Materialfluss zu Ihrer Baustelle, der sich einfach in Ihren Bauablauf integriert. Auch nach Abschluss des Bauvorhabens unterstützen wir Sie bei technischen Fragen vor Ort und bei der Inbetrieb - nahme Ihres Heiz-/Kühl- oder Installations systems Installation/Vertrag Management Support bei Inbetriebnahme Kundendienst Support Wir unterstützen Ihr Projektteam bei Planung, Organisation und Ressourcenmanagement. In enger Zusammenarbeit mit den angrenzenden Gewerken gewährleisten wir eine effiziente und reibungslose Montage. Bevor die Systeme an Sie übergeben werden, leisten wir Unterstützung beim Test und bei der Inbetriebnahme der Anlage. Zur Sicherstellung einer langjährigen Anlagenverfügbarkeit bieten wir fachliche Inspektionen und Wartung unserer Anlagen sowie Qualitätskontrollen mit modernen Prüftechniken an..shock, fotolia.com ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 207

208 Zent-Frenger Anhang > Referenzen Mit Zent-Frenger für die Zukunft gebaut Dass die Nutzung regenerativer Energien zur Gebäudetemperierung und Warmwasserbereitung in Zukunft immer wichtiger wird, beweisen zahlreiche erfolgreich betriebene Anlagen, die Zent- Frenger bis heute in Büro- und Geschäftsgebäuden sowie im Gewerbe bau installiert hat. Dabei bieten wir unseren Kunden den kompletten Service aus einer Hand: Von der Machbarkeitsanalyse über die Planung und die Ausführung mit Bauüberwachung bis hin zur Inbetriebnahme aller Anlagenteile. Und das stets mit professioneller Verknüpfung der einzelnen Gewerke, von der Energiegewinnung über die Energieverteilung und die Energienutzung im Gebäude. So entstehen wirtschaftlich arbeitende und auf den Verwendungszweck optimal abgestimmte Systeme zur geothermischen Gebäudetemperierung, für die wir eine Gesamtfunktionsgewährleistung übernehmen. Die Energieverbrauchskosten sind durch diese Systeme wesentlich niedriger als bei herkömmlicher Heiz- und Kühltechnik. Deshalb erfährt auch Ihre Immobilie dauerhaft eine beachtliche Wertsteigerung, wenn sie mit der zukunftsfähigen Technik ausgestattet ist und aus einer regenerativen, geothermischen Energiequelle versorgt wird. Wenn Sie jetzt noch Fragen zur Nutzung der Geothermie haben oder weitere Informationen zu Zent-Frenger benötigen, stehen wir Ihnen gerne für ein Beratungsgespräch zur Verfügung. 208 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

209 Zent-Frenger Anhang > Referenzen inhaus, Duisburg Fraunhofer inhaus2, Duisburg Energiezentrale GEOZENT HKN 75 Heizen, Kühlen, Naturalkühlen, Dualbetrieb 75 kw Heizleistung / 60 kw Kühlleistung Betonkernaktivierung, Fußbodentemperierung Erdsondenfeld mit 12 Sonden à 120 m Fertigstellung 2008 H2Office, Duisburg Energiezentrale GEOZENT HKN 300 Heizen, Kühlen, Naturalbetrieb 305 kw Heizleistung / 330 kw Kühlleistung Betonkernaktivierung 230 Energiepfähle (2200 m) Fertigstellung 2009 krischerfotografie Atlantic Haus, Hamburg m² Betonkerntemperierung Fertigstellung 2007 C&A Grégoire Vanoli C&A Hauptverwaltung, Düsseldorf m² Heiz-/Kühldecken als Putzdecken Fertigstellung 2013 Dräger Medical, Lübeck m² Metallrasterkühldecken Fertigstellung 2009 ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 209

210 Zent-Frenger Anhang > Referenzen Drees & Sommer, Stuttgart Thermoaktive Decken, Kühl-/ Heizdecken, bauteilintegrierte Rand streifenelemente, Erdwärmesonden, Geothermische Energiezentrale Fertigstellung 2002 Bavaria Office, Hamburg m² Bodenplattenaktivierung Fertigstellung 2007 Famila Warenhaus, Kiel-Wik m² Bodenplattenaktivierung Fertigstellung 2008 Th. Hampel, Hamburg: HafenCity Th. Hampel, Hamburg: HafenCity Drees & Sommer famila-nordost.de Grégoire Vanoli Germanischer Lloyd, Hamburg m² Betonkerntemperierung Fertigstellung 2010 Facharztzentrum Collinistraße, Mannheim Thermoaktive Deckenflächen, Betonintegrierte Randstreifenelemente Geozent HKN 220 Energiezentrale 156 Energiepfähle 217 kw Heizleistung 195 kw Kühlleistung; Fertigstellung ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

211 Zent-Frenger Anhang > Referenzen Kunstmuseum, Stuttgart Multifunktionspaneele für Kühlung, Heizung, Sonnenschutz und Schall absorption. Fertigstellung 2006 Foto: Gonzalez, Kunstmuseum Stuttgart Landesarchiv, Duisburg m² Thermoaktive Decken Fertigstellung 2013 Pfizer Manufacturing GmbH Ortner&Ortner Baukunst Herrenknecht, Schwanau Kreuzbandrasterkühl-/heizdecke System Spectra Fertigstellung 2006 Pfizer, Freiburg Bandrasterkühl-/heizdecken, Deckenquellauslass Geozent HKN 130 Energiezentrale 19 Erdsonden 122 kw Heizleistung 137 kw Kühlleistung Fertigstellung 2007 Harren & Partner, Bremen m² Betonkerntemperierung Fertigstellung 2007 Harren & Partner ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 211

212 Zent-Frenger Anhang > Referenzen SMA Solar Technology AG SMA Gebäude , Niestetal m² Heiz-/Kühldeckensegel in Metall- und Streckmetallbauweise Fertigstellung 2011 Carl-Jürgen Bautsch Sandtorpark ICP, Hamburg m² Betonkerntemperierung Fertigstellung 2010 etfoto Fotolia.com Prinzenpark, Düsseldorf m² Heiz-/Kühldecken in Metallbandrasterbauweise Fertigstellung 2011 Walter Knoll AG, Herrenberg Thermoaktive Decken, Kühl-/Heizdeckensegel MFE Fertigstellung 2006 Walter Knoll AG Siemens Airport City, Düsseldorf m² Heiz-/Kühldeckensegel Fertigstellung ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG

213 Zent-Frenger Anhang > Referenzen Rathaus, Weilheim an der Teck Thermoaktive Decken, abgehängte Randstreifenelemente Fertigstellung 2006 Porsche Museum, Stuttgart Gipskartonkühl-/heizdecken, akustisch wirksam Fertigstellung 2009 Lindley Carrée, Hamburg m² Betonkerntemperierung Fertigstellung 2010 Garbe Verwaltungsgebäude, Hamburg m² Betonkerntemperierung Fertigstellung 2007 Grégoire Vanoli Porsche AG Stadt Weilheim an der Teck Grégoire Vanoli ZENT-FRENGER TECHNISCHER GESAMTKATALOG 213