VRF-KOMPENDIUM - hotelbau.de · 2019-02-26 · VRF-KOMPENDIUM 2017 6 Kältemittel, das durch Leckagen aus den Anlagen entweicht, trägt direkt zur Klima-erwärmung bei. Diese Emissionen

VRF-KOMPENDIUM 2017

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VRF-KOMPENDIUMG e b ä u d e e n e r g i e e f f i z i e n t t e m p e r i e r e n

Marktübersicht 2017 ISSN: 0947-0026

Eine Sonderveröffentlichung der Fachzeitschriften:

VRF-KOMPENDIUM 2017

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Der Ingenieur Carl Paul Gottfried Linde entwickelte 1871 ein verbessertes Kältetech-nikverfahren, das die Kühlung mit im Winter gehortetem, natürlichem Eis ablöste. Das Verfahren ist nach wie vor Grundlage der modernen Kältetechnik. Dieses Modell einer Kompressionskältemaschine steht im Deutschen Museum München.

KÄLTEMITTEL-DISKUSSION

Cool bleibt inWer über Gebäudetemperierung redet, kommt um die Kälte mittel-

Diskussion nicht umhin. Reißerische Schlagzeilen über Klima-Gase

verzerren dabei das Bild. Sie unterschlagen regelmäßig, dass es

weder ein Verbot gibt, noch dass aktuell ein technisch befriedigen-

der Ersatz für Kompressionskälteanlagen zur Verfügung steht.

In Kigali wurde über den Umgang mit Treibhausgasen diskutiert.

Fluor-Kohlenwasserstoffe gehören dazu. Die Lösung, auf die sich

mehr als 150 Nationen in der ruandischen Hauptstadt einigten,

sieht eine schrittweise Reduzierung vor. So korrekt und brav wird

das aber in der Presse meist nicht formuliert. Die Badische Zeitung

beispielsweise schrieb Mitte Oktober vom „Klimakiller-Kühlmittel

FKW“. Laien staunen, Fachleute stöhnen. Allein schon, weil Kühl-

und Kältemittel zwei unterschiedliche Dinge sind.

Das Problem der reißerischen Berichterstattung liegt in der Nach-

wirkung: Die vielfach falschen Aussagen sorgen für Verwirrung.

Es entsteht das Bild vom Verbot dieser auf der Direktverdampfung

basierenden Anlagen. Fachleute, die aufzu klären versuchen, geraten

unter Generalverdacht. Die Suche nach der individuell passenden,

einerseits technisch ausgereiften und andererseits zukunftssicheren

Lösung wird immens erschwert. Angesichts von Alternativ-Techno-

logien, die allzu oft die Energieeffizienz und den Komfort der VRF-

Technologie nicht er reichen, ist das fatal.

Das Kompendium will aufklären über die Technologie, auf der

Kühlanlagen, Wärmepumpen, Entfeuchtungs- und Klimaan lagen

basieren. Dabei stehen Funktion, Systemvorteile und Einsatzberei-

che von VRF-Anlagen – der „Königsdisziplin“ – im Mittelpunkt. Die

Anbieterübersicht in dieser Sonderausgabe macht mehr als deutlich,

was diese Technologie zu leisten vermag.

Detlef Hinderer

[email protected] | [email protected] | www.kaut.de

• Komfortable Steuerung von Panasonic VRF-

systemen und Galletti-Kaltwassersätzen in

einem GLT-System

• Je nach aktuellem Bedarf individuelle Wahl

zwischen Heiz- und Kühlmodus

• Einbindung in bauseitige GLT-Systeme über

eine Vielzahl an Schnittstellen wie LONWorks,

Modbus, BACnet, KNX ...

• Visualisierung und Steuerung über einen

Touch Screen

• Einzelraum-, Gruppen- und Zentralsteuerung

• Nutzerabhängige Energiekostenabrechnung

Effiziente Klimatechnik intelligent steuern

Integrierte Gebäudeklimatisierung von Kaut

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INHALT

2 Editorial

DIE ZUKUNFT DER INNENRAUMKLIMATISIERUNG

4 Innenklima und Außenwirkung

EIN THEMA, DREI SICHTWEISEN

8 VRF aus Sicht des Facility Managers

10 VRF aus Sicht des TGA-Planers

12 VRF aus Sicht des Fachbetriebs

MARKTÜBERSICHT

15 Leitfaden zur Marktübersicht

16 Bemerkungen zur Marktübersicht

17 Daikin

18 Hisense

19 Hitachi

20 Mitsubishi Electric

21 Panasonic

22 Samsung (MTF)

23 Toshiba (Beijer Ref)

VRF UND KALTWASSERSATZ IM VERGLEICH 24 Trend mit Grenzen

27 Impressum

27 Zu guter Letzt

Coverillustration: kilroy79/Fotolia.com

VRF-KOMPENDIUM 2017

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DIE ZUKUNFT DER INNENRAUMKLIMATISIERUNG

Innenklima und Außenwirkung

Dass Wärmepumpen auf Sicht fossile Brennstoffe verdrängen, ist politischer Wille.

Sie stehen für das Heizungssystem der Zukunft. Dass „VRF“ für die Königsklasse der

reversiblen Wärmepumpen steht, wissen die wenigsten. Sie kühlen und heizen Räume

mit einer Anlage. Warum diese Gebäudeklimatisierungs-Technologie so wenigen

geläufig ist, liegt an der Komplexität: Aspekte wie Anlageneffizienz, Wärmetransport

und -übergabe bis hin zu direkten und indirekten Emissionen gilt es zu kennen.

Ein VRF-Kältekreis steht für bewährte Techno -

logie, eine in weiten Bereichen anpassbare

Leistung und gute Regelbarkeit. Das zeich-

net die Kompressionskälte – Funktion siehe

Kasten – gegenüber einer adiabaten Küh-

lung oder einer Betonkerntemperierung aus.

Prinzipiell funktioniert solch ein Kältekreis

mit einer Menge an Stoffen als Kältemittel.

So auch mit reinem Wasser. Damit das bei

Raumtemperatur siedet, ist allerdings Unter-

druck (also ein Absolut-Druck unter 1 bar)

in der Anlage notwendig. Das ist technisch

anspruchsvoll. Viel einfacher ist, das mit Stof-

fen zu bewerkstelligen, die bei Normaldruck

weit unter Raumtemperatur sieden. Die

Kohlen wasserstoffe Propan und Butan sind

zum Beispiel hervorragende Kälte mittel. Die

sind allerdings brennbar. Ammoniak (NH3) ist

Dai

kin

Eine VRF-Anlage holt Wärme aus der Umwelt oder gibt sie an diese ab. Kühlen und Heizen mit einem System ermöglicht den hocheffizienten Betrieb der „Wärmeverschiebung“.

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auch sehr geeignet, aber ein „Panik-Gas“.

Der Mensch kann bereits geringe Spuren

davon riechen und reagiert – lange bevor

eine gesundheitsschädliche Konzentration

erreicht ist – sehr heftig darauf.

Toxizität und Brennbarkeit sind seit jeher

entscheidende Kriterien bei der Kälte-

mittel-Wahl. Mit dem Aufkommen der

„Sicherheitskältemittel“ ab 1929 schien

das Problem gelöst. DuPont brachte

„R11“ unter dem Markennamen „Freon“

auf den Markt. Chemisch ist es „Trichlor-

fluormethan“, was bedeutet, dass die vier

Wasserstoff atome des natürlichen Kohlen-

wasserstoffs Methan durch drei Chlor- und

ein Fluor-Atom ersetzt sind. Dieser künst-

lich erzeugte Stoff ist praktisch ungiftig,

nicht brennbar und chemisch sehr stabil.

Der Chloranteil stellte sich allerdings als

Ozonschicht- schädigend heraus, weshalb

R11 und andere Fluor-Chlor-Kohlenwasser-

stoffe (FCKW) seit 1995 in Deutschland für

Neuanlagen verboten sind.

Das Klimaerwärmungs-PotenzialWährend chlorhaltige Kälte- und Treibmit-

tel für Spraydosen und technische Schäume

vom Markt verschwanden – die Ozon-

schicht regeneriert sich mittlerweile – ,kam

das „Global Warming Potential“ (GWP)

von Gasen in den Fokus. Gerade die tech-

nisch vorteilhafte chemische Stabilität ist

über die lange Verweildauer in der Atmo-

sphäre das Problem: Treibhausgase lassen

Sonnenstrahlen durch. Dagegen schirmen

sie die auf Oberflächen in Wärme gewan-

delte Strahlung ab. Das sorgt zuerst einmal

dafür, dass es auf der Erde warm genug ist

für pflanzliches und tierisches Leben. Mit

der durch die Industrialisierung steigen-

den Treibhausgas-Konzentration nimmt

allerdings auch die globale Temperatur zu.

Kälte mittel betrifft das in zweifacher, dia-

metral entgegen gesetzter Hinsicht:

Je besser die thermodynamischen Eigen-

schaften des Kältemittels sind, desto weni-

ger Energie muss für die Kälteerzeugung

aufgebracht werden. Weniger Energie

bedeutet dann weniger indirekte (auf die

Energieerzeugung zurückgehende) Treib-

hausgasemissionen. Bedingt durch den

hohen Anteil fossiler Brennstoffe in Kraft-

werken liegt die freigesetzte CO2-Masse im

europäischen Durchschnitt aktuell bei etwa

0,45 kg pro kWh Strom.

KOMPRESSIONSKÄLTE

Wer sich schon einmal zur Kühlung ein nasses Tuch aufgelegt hat, der weiß schon fast, wie eine Kompressionskältemaschine funktioniert: Wie das Wasser im Tuch beim Verdampfen Wärme aufnimmt und darüber kühlt, so tut das auch das Kältemittel im Verdampfer eines Kompressionskältekreislaufs. Anders als das Wasser geht es in diesem Wärmeübertrager aber nicht verloren, sondern wird durch den Kältemittel-Verdichter abgesaugt und komprimiert. Dabei steigt mit dem Druck auch dessen Temperatur auf Werte um die 60 °C. In dem nach dem Verdichter folgenden Wärmeübertrager, dem Verflüssiger, kann es daher eine Menge Wärmeenergie an die Umgebung abgeben. Außerdem liegt hier auf der Hochdruckseite (nach dem Verdichter) die Verdampfungstemperatur des Kältemittels deutlich höher. Deshalb wechselt es mit dem Energieverlust wieder den Aggregatszustand, es kondensiert. Die mit dem Phasenwechsel aufgenommene und hier abgegebene Energie liegt erheblich über der Wärmeabgabe durch Abkühlen. Das flüssige Kältemittel gelangt nach dem Wärmeübertrager zum Expansionsventil. In dem wird der Druck rapide abgebaut, wonach sich das Kältemittel wieder auf der Niederdruckseite des Kältekreislaufs befindet. Im Verdampfer expandiert es zu Gas und der Kreislauf ist geschlossen.

Ob es sich bei der beschriebenen Maschinerie um eine Wärmepumpe oder ein Raumkühlgerät handelt, entscheidet die Platzierung der Wärmeübertrager. Steht der Verflüssiger (an dem stets Wärme abgegeben wird) im Raum, wird damit geheizt. Demgegenüber entziehen Kühlanlagen über den Verdampfer dem Raum Wärme. In „reversiblen“ Geräten sind die Stoffströme so umschaltbar, dass der Verflüssiger zum Verdampfer wird und umgekehrt. Diese Geräte heißen dann „reversible Wärmepumpe“ oder eben VRF-Anlage. „VRF“ steht für „Variable Refrigerant Flow“. Dieser variable Kältemittelmassenstrom verhilft zu hervorragenden Jahresarbeitszahlen, weil die Regelung die Kältemittelverdichterleistung kontinuierlich dem Bedarf anpasst.

Die Öko-Recherche, Büro für Umweltforschung und -beratung GmbH zeigt auf, wie der globale Verbrauch an teilhalogenierten Fluor-Kohlenwasserstoffen (HFKW) sich ohne politische Einflussnahme (rot) entwickeln würde und wie er sich unter Berücksichtigung des Beschlusses von Kigali entwickeln soll (blau). Der zu erwartende Anstieg ist den Umständen geschuldet, dass HFKW in erheblichem Maß auch für andere Zwecke verwendet werden (z. B. als Treibgas und in der Halbleiterherstellung) und die Raumkühlung mit kleinen Split-Klimageräten erhebliche Zuwächse insbesondere in Fernost verzeichnet.

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Kältemittel, das durch Leckagen aus den

Anlagen entweicht, trägt direkt zur Klima-

erwärmung bei. Diese Emissionen stehen

im Mittelpunkt der aktuellen Kältemittel-

Diskussion. Die Dimension sei anhand von

R134a erläutert: Das GWP dieses teilhaloge-

nierten Kältemittels (HFKW) liegt bei 1.430.

Das heißt, ein kg R134a wirkt im Betrach-

tungszeitraum von 100 Jahren wie 1.430 kg

CO2. Die Politik sieht hier Regelungsbedarf,

weil einerseits die Zahl der Raumklimageräte

insbesondere in den Schwellenländern dras-

tisch zunimmt und sich andererseits die Ver-

hältnisse zwischen indirekten und direkten

Emissionen verschieben. Mit einer zuneh-

mend CO2-neutralen Energieerzeugung

wird die Bedeutung der indirekten Emissio-

nen abnehmen.

Die Ersatz-Kältemittel„Bei näherer Betrachtung von Substituten

für die ursprünglich eingesetzten FCKW-

und HFCKW- sowie für HFKW-Kältemittel

mit hohem GWP sind die Möglichkeiten mit

Einstoff-Kältemitteln stark eingeschränkt“,

steht im aktuellen, in Fachkreisen hoch

angesehenen „Bitzer-Kältemittel-Report

19“. Zu R134a heißt es: „Dessen vergleichs-

weise geringer GWP wird den Einsatz noch

auf längere Sicht erlauben. Ebenso die

Hydro-Fluor-Olefine (HFO) R1234yf und

R1234ze(E) mit einem GWP < 10, die jedoch

bisher nur begrenzt verfügbar sind.“ Direkte

Alternativen auf Basis fluorierter Kohlen-

wasserstoffe gibt es auch als Gemische.

Allzu hohe Erwartungen bremst der Report

des Kältemittel-Verdichter-Herstellers auch

hier: „Unter Berücksichtigung der thermo-

dynamischen Eigenschaften, Brennbarkeit,

Toxizität und Treibhauspotenzial ist die Liste

potenziell geeigneter Kandidaten jedoch

stark eingeschränkt. Für Gemische mit redu-

ziertem GWP gehören dazu neben R134a,

R1234yf und R1234ze(E) in erster Linie noch

die Kältemittel R32, R125 und R152a.“

MarktbewegungenDie technischen Aspekte sind keineswegs die

einzigen marktbeeinflussenden Momente.

Einmal mehr wirkt Historie nach: Während

sich die Zunft der Zentralheizungs- und Lüf-

tungsbauer das „Klima“ für die Beschrei-

bung des eigenen Tätigkeitsfeldes sichern

konnte, ist es ausschließlich zertifizierten

Fachkräften vorbehalten, mit Kältemitteln

umzugehen. Wer den Kunden in Sachen

Raumklimatisierung berät, ist ein entschei-

dender Faktor: Der Installateur bevorzugt

reversible Wärmepumpe oder Flüssigkeits-

kühlsatz. In beiden befindet sich Kälte mittel

KÄLTEMITTEL R410A

R410A ist ein zeotropes, jedoch nahezu azeotropes Kältemittelgemisch. Es setzt sich hälftig aus R-32 (Difluormethan, CH2F2) und R-125 (Pentafluorethan, CHF2CF3) zusammen. „Zeotrop“ heißt, dass die Bestandteile unterschiedliche Dampf-Flüssigkeits-Gleichgewichte aufweisen. „Nahezu azeotrop“ bedeutet, dass die Unterschiede marginal sind. Dank seines vergleichsweise hohen Dampfdruckes (26 bar bei 42 °C) hat es eine sehr hohe volumetrische Kälteleistung. Mit kleinen Verdichtern lässt sich damit eine hohe Kälteleistung erzielen. Das auf 100 Jahre betrachtete Global Warming Potential von R410A beträgt 2.088. Mit geringer Toxizität und keiner Flammausbreitung fällt R410A in der Kältemittel-Klassifikation nach Sicherheitsgruppen gemäß DIN EN 378-1 „Kälteanlagen und Wärmepumpen - Sicherheitstechnische und umweltrelevante Anforderungen“; 2012; Anhang F in die Gruppe „A1“.

Weitere Beispiele: R32: A2 – geringe Toxizität und geringe BrennbarkeitR290 (Propan): A3 – geringe Toxizität und höhere BrennbarkeitR717 (Ammoniak): B2 – hohe Toxizität und geringe Brennbarkeit

DuP

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Die amerikanische ASHRAE Norm 34 unterscheidet bei der mittleren der bislang in Europa definierten Brennbarkeitsklassen von Kältemitteln in „keine Flammenausbreitung“, „geringe Brennbarkeit“ und „höhere Brennbarkeit“ noch die Klasse geringer Brennbarkeit mit niedriger Flammausbreitung. Die Diskussion um diese nur sehr bedingt gefährlichen Stoffe wird seit Längerem von der Kfz-Industrie diskutiert. Eine breite Akzeptanz dieser Kältemittel mit geringem GWP zeichnet sich ab.

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E IN THEMA, DREI S ICHTWEISEN

VRF aus der Sicht des Betreibers

Dipl.-Ing. (BA) Daniel Albert hat Kältesystemtechnik studiert. Bei BASF ist er mit seinen

Kollegen für die Planung von kältetechnischen Anwendungen in Produktionsge bäuden

und für die Komfortklimatisierung in Büro- und Laborgebäuden zuständig. Betreibern

rät er aktiv und selbstbestimmt die Instandhaltung von Kälteanlagen anzugehen.

Die Beschlüsse von Ruanda, mit denen sich

die meisten europäischen Staaten und die

USA verpflichteten, den Einsatz von FKW-

Gasen bis 2036 um 85 Prozent zu verringern,

ließen die Fachwelt cool. Auch Daniel Albert

sieht darin lediglich die Bestätigung der euro-

päischen F-Gase-Verordnung. „Aufweichun-

gen der Forderungen sind nicht zu erwar-

ten“, schließt er daraus. Die Marschrichtung

gehe global hin zu natürlichen Kälte mitteln

oder zu solchen mit LowGWP (Global War-

ming Potential). An dieser Stelle muss

selbst der ausgewiesene Fachmann mutma-

ßen, welche der zwei Alternativen sich am

Markt durchsetzen wird: „Der Treiber war

und ist die Fahrzeugindustrie. Was sich dort

bewährt, wird sich auch in der stationären

Kältetechnik durchsetzen. Momentan zeich-

net sich ab, dass auf gering klimawirksame

Hydro-Fluor-Olefine gesetzt wird.“

BASF betreibt auch Tiefkühlanlagen mit

Kältemitteln, deren GWP über 2.500 und

deren Füllmenge über 40 t CO2-Äquivalent

liegt. Das ist eine Grenze, die vom „Phase-

down“ der besagten, zum 1. Januar 2015

in Kraft getretenen F-Gase-Verordnung (EU)

Nr. 517/2014 über fluorierte Treibhausgase

betroffen ist. Die Verwendung dieser Kältemit-

tel wird ab dem 1. Januar 2020 beschränkt.

Bis zum 1. Januar 2030 dürfen Kältemittel mit

GWP > 2.500 dann noch in aufgearbeiteter

oder recycelter Form verwendet werden. Des-

halb sind die Verantwortlichen jetzt gefordert,

Konzepte zu ent wickeln, wie es in drei Jahren

weitergehen soll.

Tabelle 1: Häufigkeit der Dichtheitskontrollen für Anlagen

Tonnen CO2-Äquivalent ohne Leckage- Erkennungssystem

mit Leckage- Erkennungssystem

5-49 min. alle 12 Monate min. alle 24 Monate

50-499 min. alle 6 Monate min. alle 12 Monate

≥ 500 min. alle 3 Monate min. alle 6 MonateQuelle: Bayerisches Landesamt für Umwelt 2014

Tabelle 2: Entsprechungstabelle für gängige Kältemittel

IPCC 4th AR

CO2-Äquivalent [t] und spezifische Kältemittel-Füllmenge [kg]

F-Gas GWP100 5 t CO2-eq 50 t CO2-eq 500 t CO2-eq

R134a 1.430 > 3,5 kg > 35,0 kg > 349,7 kg

R404A 3.922 > 1,3 kg* > 12,7 kg >127,5 kg

R407C 1.774 > 2,8 kg* > 28,2 kg > 281,9 kg

R410A 2.088 > 2,4 kg* > 24,0 kg > 239,5 kg

R422D 2.730 > 1,8 kg* > 18,3 kg > 183,2 kg

R507A 3.985 > 1,3 kg* > 12,5 kg > 125,5 kg* Für Füllmengen < 3 kg bzw. < 6 kg bei hermetisch geschlossenen Einrichtungen ab 01. Januar 2017. Quelle: Umweltbundesamt

Das Herz der BASF-Gruppe ist die BASF SE mit ihrem Stammwerk in Ludwigshafen am Rhein. Mit etwa 250 Produktionsbetrieben, vielen Hundert Laboren, Technika, Werkstätten und Büros auf einer Fläche

von rund zehn Quadratkilometer ist es der größte zusammenhängende Chemiekomplex der Welt. Das Stammwerk der BASF ist auch die Wiege des Verbundkonzepts: Produktionsanlagen, Energieflüsse

und Logistik werden intelligent miteinander vernetzt, um Ressourcen so effizient wie möglich zu nutzen.

BASF

SE

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Anlagendichtheit hat PrioritätStandard ist für das BASF-Team längst, kälte-

technische Anlagen sorgfältig auf Leckagen

zu überprüfen. Wo erfolgskritische Produk-

tionsanlagen des Unternehmens gekühlt

werden, liegt das bei BASF in der Hand

von eigenem Personal, das diese Anlagen

instand hält. Die Fristen für die Dichtheits-

prüfungen hat die F-Gase-Verordnung ver-

schärft, indem jetzt das CO2-Äquivalent und

nicht mehr nur die Kältemittelfüllmenge

betrachtet wird. (Siehe Tabelle 1 und 2.)

Die Chemikalien-Klimaschutzverordnung

als nationale Ergänzung der F-Gase-Verord-

nung legt maximale Leckage-Raten fest: Für

nach dem 30. Juni 2008 am Aufstellungs-

ort errichtete Anwendungen sind das zum

Beispiel konkret zwei Prozent der Füllmenge

pro Jahr (Kältemittel-Füllmenge von 10 bis

100 kg). Eine festgestellte Leckage ist unab-

hängig von diesem Wert in jedem Fall unver-

züglich zu beseitigen.

Es drohen Preiserhöhungen bei FKW-KältemittelnWie hoch die Kältemittel-Preise dann klet-

tern werden, kann auch Albert nur schwer

einschätzen. Die Kosten für die Erst- und

Nachbefüllungen beeinflussen aber die

Amortisationsrechnung von Sanierungs-

maßnahmen. Also geht der Spezialist mit

gesundem Menschenverstand vor: „Das

mengenreduzierende Phase-down-Szenario

für die teilhalogenierten Fluor-Kohlenwas-

serstoffe (FKW) mit Zuweisung von Quo-

ten an Hersteller und Importeure lässt eine

Angebotsverknappung erwarten. Das wird

zwangsläufig mit Preiserhöhungen einher-

gehen.“ Sein Resümee: „Jeder Betreiber

muss sich entscheiden, ob er als Getriebe-

ner oder selbstbestimmt agiert. Wir wollen

zukunftsfähig planen und betreiben.“ Aktu-

ell geht BASF ein Pilotprojekt mit Propan als

Kältemittel (R290) an. Damit will man Erfah-

rungen mit der Wartung und Instandhal-

tung solcher Anlagen mit natürlichem Kälte-

mittel größerer Brennbarkeit sammeln.

[DETLEF HINDERER]

NACHGEHAKT

„Klimarelevanz und Energieeffizienz werden nur sehr verhalten kommuniziert“Herr Albert, BASF betreibt auf ihrem Areal sowohl

prozessunterstützende Kälteanlagen als auch

Komfortklima-Geräte. Welche Art überwiegt?

Bezogen auf die Kälteleistung hält sich das die Waage.

Zur Raumklimatisierung setzen Sie sicherlich auch VRF-

Systeme ein. Wie sieht der Fachmann diese Technologie?

Ja, wir planen und betreiben VRF-Anlagen und bauen auch bereits

die ersten bedingt durch Gebäudeumnutzungen zurück. Die VRF-

Technik ist sehr interessant. In mancher Hinsicht ist sie technolo-

gisch unübertrefflich. Das gilt insbesondere für die Energieeffizienz

und den Plug-and-Play-Standard der Komponenten. Die Kältemit-

tel-Füllmenge kann bei großen Anlagen aber auch den Einsatz

einschränken. Hier legt vor allem die DIN EN 378*) abhängig vom

kleinsten einbezogenen Raum die maximalen Füllmengen fest.

Was, wenn VRF nicht infrage kommt?

Unsere fachplanenden Einheiten definieren maßnahmenspezi-

fisch, ob eine konventionelle Komfortkühlung, indirekte Kühl-

systeme (Kaltwasser), VRF oder eine Nur-Lüftungs-Anlage ange-

wandt werden. Dabei haben wir eigene, hohe Qualitätsmaßstäbe

und den Anspruch, die gesamte Bandbreite zu kennen.

Wie erleben Sie die Bera-

tung durch externe Fach-

planer und das Handwerk

– insbesondere bezüglich

der F-Gase-Frage?

Unter Kältetechnikern sind

die Aspekte der Klimarele-

vanz und der Energieeffizienz

bekannt. Die werden aller-

dings nur sehr verhalten kom-

muniziert. Manchem scheint

nicht klar zu sein, wohin

die Reise geht. Und bei den

natürlichen Kältemitteln wie

CO2 oder R290 fehlen über-

wiegend die Erfahrungen, auf

die man zurückgreifen kann. Am schwierigsten ist es, am Markt

diejenigen zu identifizieren, die neutral informieren. Auch bei den

Fachplanern, die in der Regel ihren Schwerpunkt auf der Haus-

technik haben, gibt es nur wenige, die in Sachen Kälte technik

kompetent beraten.

*) DIN EN 378:2017-03 „Kälteanlagen und Wärmepumpen – Sicherheitstechnische und umweltrelevante Anforderungen“, Teil 1 bis 4

Dipl.-Ing. (BA) Daniel Albert hat Kältesystemtechnik studiert.

BASF

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VRF aus Sicht des TGA-Planers

In der Kategorie „Kälte- oder klimatechnische Sonderanwendungen“ ging der

4. Deutsche Kältepreis des Bundesumweltministeriums 2012 an die Drogeriemarkt-

Kette dm. Die wird unter anderem vom Ingenieurbüro ID in Sachen Energieeffizienz

beraten und die Filialen werden von VRF-Anlagen temperiert.

Im 1999 gegründeten Ingenieurbüro ID-

Dresen & Birg in Karlsruhe beschäftigen sich

25 Mitarbeiter mit der kosteneffi zienten

technischen Gebäudeausrüstung. Durch

die Zusammenarbeit von ID und der Dro-

geriemarkt-Kette dm konnte der Energie-

verbrauch der Klimatisierung in den Filialen

um ca. 25 Prozent und die CO2-Emission um

ca. 33 Prozent reduziert werden. Michael

Pendelin ist Projektleiter bei ID. Er meint:

„Der Beschluss von Ruanda hat bei uns

Fachplanern nicht viel verändert.“ Für seine

Arbeit ist die „F-Gase-Verordnung“ maß-

geblich. Damit ist die Verordnung (EU)

Nr. 517/2014 über fluorierte Treibhausgase

gemeint, die seit dem 1. Januar 2015 ver-

bindlich ist. Sie löste die Verordnung (EG) Nr.

842/2006 ab, die seit 2006 die Verwendung

fluorierter Treibhausgase regelte. „Damals

haben die Pflicht zur Zertifizierung des Fach-

personals – also nicht nur des Fachbetriebs –

und die verbindlichen Dichtheitsprüfungen

einiges verändert“, berichtet er.

Seine Kunden sind als Bauherren gewerb-

licher Gebäude mit Kompressionskälte-

anlagen vertraut. Die Zeiten, in denen

man den Unterschied erklären musste zwi-

schen einer Elektro-Direktheizung und einer

Wärme pumpe, die Umweltwärme nutzbar

macht, sind vorbei, sagt Pendelin. Und für

die kitzligen Punkte wie Aufstellplatz und

Geräuschemission finde man im Planungs-

prozess gemeinsam professionelle Lösun-

gen. Da wird im Zweifelsfall das Außen gerät

mit einer Schalldämmhaube eingehaust.

Der Fachplaner beobachtet einen Trend zur

Kombination von Photovoltaikanlage, Bat-

teriespeicher und Wärmepumpe. Die bietet

weitgehende Energie-Autarkie, was Kunden

im Wohnungsbau zunehmend nachfragen.

„Power to heat“ wird das in der politischen

Diskussion genannt.

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Zahlen, die Einsparungen belegen, sind TrumpfIm gewerblichen Bereich beherrschen Zahlen

die Verkaufsgespräche. Beim Vorzeigeprojekt

„Drogeriemarkt“ gelang es den ID-Ingenieu-

ren, den Stromverbrauch für die Gebäude-

temperierung der Filialen seit 2011 mehr als

zu halbieren. Und seinen Auftraggebern ver-

hilft Michael Pendelin, wo er nur kann, zu

staatlichen Zuschüssen. „Der Gesetzgeber

hat für Energieeffizienzmaßnahmen ein paar

Euro bereitgestellt“, scherzt er untertreibend.

Idealistisch motiviertes ökologisches Enga-

gement ist bei Gewerbekunden meist nicht

anzutreffen. Überlegungen einer Bilanzierung

des gesamten Lebenszyklus, die Kältemittel-

recycling und Anlagenentsorgung mit einbe-

ziehen, stecken noch in den Kinderschuhen.

Pendelin ist für so etwas aufgeschlossen, sagt

aber typisch Ingenieur und ganz korrekt: „Bis

2025 stellt die F-Gase-Verordnung keine kon-

kreten Forderungen an die Bauherren.“

Dichte Anlagen sind zukunftssicherSachlichkeit beherrscht auch die Zukunfts-

prognose des Fachplaners: Im Moment ist

R410A das Kältemittel, mit dem VRF-Anla-

gen beste Energieeffizienz erreichen. Alter-

nativen mit geringerem Global Warming

Potential (GWP) begrüßt er. Aber noch war-

tet der Ingenieur auf VRF-Geräte mit Low-

GWP-Kältemitteln und auf die Überarbei-

tung der DIN EN 378-1 „Kälteanlagen und

Wärmepumpen – Sicherheitstechnische und

umweltrelevante Anforderungen“. Die wird

die Eckdaten zum Einsatz dieser Kältemittel

neu regeln. Dabei ist Michael Pendelin gelas-

sen, denn für eine Umrüstung auf Low GWP

werde es sicherlich auch wieder einfach zu

handhabende Drop-in-Lösungen geben und

bei Anlagen, die aktuell und auf Sicht ein-

wandfrei ohne Leckagen funktionieren, gibt

es keinen Handlungsbedarf.

[DETLEF HINDERER]

NACHGEHAKT

„Enormes Einsparpotenzial durch VRF“Herr Pendelin, was spricht aus der Sicht des Fachplaners für

die VRF-Technologie?

Das ist zuerst einmal der hoch energieeffiziente Betrieb. Im Ver-

gleich mit herkömmlichen Heiz-, Kaltwasser- und Klimatisierungs-

systemen liegen sowohl die Investitions- als auch die Betriebs-

kosten niedriger. Die von der Energieeinsparverordnung (EnEV)

geforderten Kriterien erfüllen wir oftmals mit der Kombination von

Grundlüftung und VRF am günstigsten.

Wegen der Umweltwärme-Nutzung und der

Wärmerückgewinnung (WRG)?

Ja, wir setzen in die Lüftungsanlage eine WRG mit einem Tempe-

ratur-Rückgewinnungsgrad über 80 Prozent ein. Die interne Wär-

meverschiebung eines VRF-Systems erschließt zusätzlich ein enor-

mes Einsparpotenzial. Denken Sie nur an einen Verkaufsraum mit

nach Osten gerichtetem Schaufenster. Da muss nicht selten am

Vormittag in der vorderen Zone gekühlt werden. Die dabei anfal-

lende Wärme lässt sich dann in anderen Zonen, Neben-, Pausen-

oder Lagerräumen, zum Heizen nutzen.

Und der Komfort?

Da ist zu unterscheiden: Den maximalen Komfort erreichen wir

mit der stillen Kühlung. Die Luftbewegung im Raum ist mit Kühl-

decken oder Betonkernaktivierung minimal. Wo VRF-Anlagen

die Gebäudebeheizung und Komfortkühlung übernehmen, lässt

sich die Luftwechselrate auf das hygienisch erforderliche Mini-

mum reduzieren. Das ist immer noch komfortabler als eine klassi-

sche Nur-Luft-Anlage, die einen sechs- bis achtfachen Luftwechsel

benötigt, um die Heiz- und

Kühllast abzudecken.

Wie steht es um die zu

erwartende Betriebsdauer

der VRF-Anlagen?

Mir sind viele Anlagen

bekannt, die problemlos über

15 Jahre einwandfrei arbei-

ten. Die entscheidenden Fak-

toren sind eine fachmän-

nische Installation, bei der

unlösbare Hartlot-Verbindun-

gen unter Stickstoff-Atmo -

s phäre erstellt werden, und

die korrekte Wartung – am

besten mit Fernüberwachung.

Mit solch einer Fernüberwachung erkennt man Störungen

und Leckagen schneller. Optimieren Sie damit auch die VRF-

Anlagen im Sinne eines Energiemanagements?

Wir überwachen zum Beispiel sämtliche Anlagen in den Filialen.

Anhand von Stromverbrauch, Verdampfungs- und Verflüssigungs-

temperaturen können wir bereits kleinste Fehlfunktionen früh-

zeitig erkennen. Eine Fernüberwachung spart auch viele Kunden-

diensteinsätze ein. Was die Betriebsoptimierung angeht, sind die

VRF-Systeme derart ausgereift, dass manuelle Eingriffe in die Rege-

lung eher kontraproduktiv sind.

Michael Pendelin ist als Projektleiter beim Ingenieurbüro ID-Dresen &

Birg Spezialist für kosteneffiziente technische Gebäudeausrüstung.

ID-D

rese

n &

Birg

VRF-KOMPENDIUM 2017

12


VRF aus Sicht des Fachbetriebs

In der temtec Kälte-Klima GmbH kooperieren 20 deutsche Kälte-Klima-Fachbetriebe

partnerschaftlich. Mit ihren zusammen 100 hoch qualifizierten Fachingenieuren und

Technikern können sie einen bundesweiten 24-h-Service, minimierte Anfahrts kosten

und eine einheitliche Preisstruktur bieten. Der langjährige temtec-Geschäftsführer

warnt vor Pauschalurteilen gegenüber der Kältetechnik.

Angesprochen auf VRF-Systeme berich-

tet Hans-Jürgen Ibe, bis Ende Februar

Geschäftsführer der temtec mit Sitz in

Düsseldorf, von einer steigenden Nach-

frage über die letzten zehn Jahre. Er

sieht die Gewerbekühlung als Treiber.

Dort sind „Integral-Anlagen“ gefragt.

Die bedienen verschiedene Temperatur-

Niveaus, die parallel benötigt werden:

Die „Abwärme“ einer Tiefkühlanlage

wird dabei von der Klimaanlage genutzt

und deren Abwärme wiederum zum Hei-

zen beziehungsweise zur Warmwasser-

be reitung. Bei der VRF-Technologie

funktioniert die „Interne Energie-Rückge-

winnung“ ähnlich. Abwärme von gekühl-

ten Räumen lässt sich in zu beheizenden

Bereichen nutzen. Dieser Ansatz ist auch

ganz im Sinne von Energieeinsparver-

ordnung (EnEV) und Erneuerbare-Ener-

gien-Gesetz (EEG), die Abwärme- und

Umweltwärmenutzung fordern.

„Wärmetransport“ statt „Kältetechnik“Angesichts der Energieeinsparpoten ziale der

VRF-Technologie ist Ibe unglücklich damit,

dass die meisten Kunden sich immer noch

durch den Begriff „Kältetechnik“ verwirren

lassen. „Die wundersame Gewinnung von

tem

tec

(2)

VRF-KOMPENDIUM 2017

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Wärme aus Kälte liegt ja auch nicht offen

auf der Hand“, raunzt er. Das gelte selbst

für viele Fachplaner. Er spricht deshalb am

liebsten über den „Wärmetransport“, der

im Kältekreislauf – oder „links laufenden

Carnot- Kreisprozess“, wie die Kältefach-

leute sagen – stattfindet. Letzterer ist die

ideal-theoretische Grundlage jeder Kälte-

anlage oder Wärmepumpe. Mechanische

Arbeit wird in diesen Maschinen in Wärme-

arbeit gewandelt, indem das Kältemittel ver-

dichtet und damit wärmer wird. Die im Käl-

temittel-Gas steckende Wärme lässt sich

in sehr kleinen Leitungen und mit wenig

energetischem Aufwand in oder aus dem

Gebäude transportieren.

Der Begriff „Wärmepumpe“ ist leider in

den Zeiten des Wärmepumpen-Booms der

70er-Jahre zu Schaden gekommen. Damals

wurden viele Fehler gemacht. Versuch und

Irrtum prägten die Herangehensweise und

der Wunsch nach der einen, allumfassenden

Lösung führte in die Irre. Viele Anlagenbauer

schafften es nicht, die neue Technologie kor-

rekt in die Anlagen zu integrieren. Falsche

Versprechungen über Wirkungsgrade und

Aufstellungsfehler zogen viel Streit nach sich.

Heute werden Kunden in der Regel korrekt

aufgeklärt über die Unterschiede zwischen

dem COP und der Jahresarbeitszahl sowie

die zu erwartenden Schallemissionen. Der

Bundesverband Wärme pumpe e. V. (BWP)

bietet auf seinen Internetseiten hersteller-

neutrale Informationen, unter anderem den

„JAZ-Rechner“ (www.waermepumpe.de/

jazrechner/), den „Schall-Rechner“ und den

„Förder-Rechner“ (…/schallrechner und

…/foerderrechner).

Die meisten Fachleute sind sich heute

einig, dass der einfachste Weg der verläss-

lichste und damit beste Weg ist. Sie setzen

auf Wärmepumpen respektive VRF-Anla-

gen, die Luft als Wärmequelle nutzen und

über effiziente Strategien für die Nach- und

Abtauheizung verfügen.

[DETLEF HINDERER]

Die Mitgliedsunternehmen der temtec Kälte-Klima GmbH decken das Bundesgebiet recht gut ab.

VRF-KOMPENDIUM 2017

14

NACHGEHAKT

„Der Umfang der gesetzlichen Situation ist den wenigsten bekannt.“Herr Ibe, Kälte- und Klima-Anlagenbauer stehen den

Klima-Verordnungen zwiespältig gegenüber?

In der F-Gase-Verordnung sehe ich leider auch eine Behinderung

der Entwicklung zu Energieeffizienz. Weniger Effizienz droht den

Nutzen der eingesparten direkten Emissionen zu negieren. Kälte ist

in vielen Prozessen und bei der Lagerung alternativlos und weniger

effiziente Kälteanlagen verursachen über ihren höheren Stromver-

brauch höhere indirekte CO2-Emissionen. Trotzdem erfährt aktuell

alles, was mit FKW-Kältemitteln betrieben wird, eine Verteufelung.

Die internationalen Anstrengungen von Montreal bis Kigali, die

Emissionen durch Klimagase zu reduzieren, sind erfreulich. Aber

der Anteil der direkten Kältemittel-Emissionen beträgt etwas weni-

ger als ein Prozent der insgesamt emittierten CO2-Äquivalente. Es

drängt sich die Frage auf, ob hier nicht die fehlende Lobby unserer

Branche dazu geführt hat, das Augenmerk auf den kleinsten Ver-

anlasser fallen zu lassen.

Das Montreal-Abkommen hatte zuerst auch nur die

chlorhaltigen Kältemittel im Visier.

Ja, die Zerstörung der Ozonschicht ist nun wirklich der Stoffgruppe

der FCKW zuzuordnen. Nach dem Verbot dieser chlorhaltigen

Stoffe ist der Rückgang des Schadens zu beobachten.

Der zweite Ansatz der F-Gase-Verordnung ist neben dem

Phase-out, die Anlagendichtheit von Kältekreisen zu verbes-

sern. Von welchen Leckage-Raten sprechen wir überhaupt?

Je nachdem, wer darüber referiert, wird als „normale“ Leckage

ein Wert zwischen drei und zehn Prozent angegeben. Wir bekom-

men diese Werte allerdings immer als Durchschnitt serviert. Da

lohnt es, ins Detail zu gehen: Bei vorgefertigten Neuanlagen liegt

die Leckage-Rate weit unter einem Prozent. Gewerbliche Kühlan-

lagen, die vor Ort zusammengestellt, verschraubt, verlötet und

montiert werden, können die Zehn-Prozent-Hürde durchaus über-

schreiten. Auch dabei gibt es ganz erhebliche individuelle Unter-

schiede. Ein Indiz dafür, dass der Wurm drinsteckt, ist eine hohe

Wiederholungsrate von Service-Einsätzen. Der weitaus größte

Anteil der Anlagen stellt allerdings gar keine Service-Anforderun-

gen bezüglich Kältemittel-Nachbefüllung. In jedem Fall ist die lau-

fende, sorgfältige Überprüfung der Anlagen-Dichtheit elementar.

Die dritte Maßnahme, die von der F-Gase-Verordnung

gefordert wird, ist das Kältemittel-Recycling. Wie sieht

das aus der Sicht des Kälte-

Klima-Fachbetriebs aus?

Recycelte Kältemittel werden

eine immer größere Bedeu-

tung erlangen, denn die recy-

celte Ware wird im Phase-

out-Szenario nicht in die

Kontingente eingerechnet.

Das wird für einige Marktteil-

nehmer der Strohhalm sein,

an den sie sich klammern.

In der Praxis wird es not-

wendig, dass jeder Mon-

teur Kältemittel-Restmengen

absaugt und in der passen-

den Druckflasche sichert. Ein

Kältemittel kann nämlich nur

dann aufgearbeitet werden,

wenn es sortenrein zurückge-

geben wird. Das bedeutet für sämtliche verwendeten Kältemittel

auch noch eine Leerflasche in jedem Kundendienstfahrzeug bereit-

zuhalten. Es wird spannend, wie diese Aufgabe in den nächsten

beiden Jahren umgesetzt wird.

Zudem bedingt der in Zukunft unausweichliche Umgang mit

brennbaren Kältemitteln, dass alle Monteure im Umgang und in

brandverhindernden Maßnahmen zu schulen sind. Die Anwen-

dung von 2L-Kältemitteln wie R32, R1234yf und R1234ze ist dabei

noch das geringste Problem. Die sind ja nur sehr schwer zum Bren-

nen zu bekommen.

Was ist ihre Erfahrung, wie viel ist dem Kunden von

dieser Problematik bislang bekannt?

Auch hier müssen wir scharf trennen: Es gibt Unternehmen, die

groß genug sind, um Fachleute für die Beschaffung der Kälteanla-

gen zu beschäftigen. Bei der überwiegenden Mehrheit der Firmen-

kunden treffen wir aber auf Abteilungen allgemeiner Beschaffung.

Die ordern alles, vom Bleistift bis zur speziellen Produktions-

maschine. Und dann die Privatkunden. Nur in den wenigsten

Fällen dürfte der gesamte Umfang der gesetzlichen Situation

bekannt sein. Wir Kältefachbetriebe sind herausgefordert, kompe-

tente Beratung anzubieten und darauf zu achten, dass alle Mitar-

beiter die gesamte Bandbreite der Problematik überschauen.

Hans-Jürgen Ibe verfügt über 40 Jahre Erfahrung aus leitenden

Positionen in der Kältebranche und ist heute mit der IKKB – Ibe Kälte-Klima Beratung in Ennepetal aktiv.

priva

t

VRF-KOMPENDIUM 2017

15

Leitfaden zur Marktübersicht1. Ziele der MarktübersichtDie vorliegende Marktübersicht soll dem

interessierten Leser (Investor, Projektent-

wickler, Immobilienverwalter …) einen

möglichst umfassenden, aktuellen und

objektiven Überblick über das Angebot an

VRF-Systemen bieten.

Ihre Vorteile kann solch eine auf Direkt-

verdampfung basierende Technologie nur

dann voll ausspielen, wenn die Beteilig-

ten frühzeitig im Planungsprozess die Vor-

und Nachteile gegenüber konkurrierenden

Gebäudetemperierungssystemen abwä-

gen. Der direkte Wärmeübergang auf und

vom Kältemittel, die ausgereifte Regelungs-

technik und die unproblematische Installa-

tion sind klare Vorteile gegenüber Alterna-

tiven. Die Energieeffizienz ist ein weiterer

Vorteil, den VRF vor allem als Heiz- und

Kühlsystem in einem erreicht. Nachträg-

lich als Ergänzung der Zentralheizung ist

es „nur“ ein komfortables und effizientes

Raumkühlungssystem.

Ein Problem ist deshalb, dass VRF heute

noch relativ wenig bekannt ist. Das ist nach-

vollziehbar, wenn man den Vertriebsweg

betrachtet. Der führt klassisch über das

Kälte anlagenbauer-Handwerk, das deutsch-

landweit rund 2.300 Betriebe zählt. Hier ist

das für den Umgang mit Kältemitteln zer-

tifizierte Personal zu finden. Demgegen-

über rechnet das Statistische Bundesamt mit

47.000 SHK-Betrieben (Gas-, Wasser-, Hei-

zungs- und Lüftungsanlagen).

Die Marktübersicht soll helfen, über die

Vorteile und Möglichkeiten der VRF-Technolo-

gie detailliert und strukturiert zu informieren.

2. Grenzen der MarktübersichtDie Qualität einer gebäudetechnischen

Installation steht in grundsätzlicher Wech-

selwirkung zu den individuellen Anforde-

rungen der Nutzer, insbesondere an Kom-

fort. Diese genau zu untersuchen und

richtig zu interpretieren, kann eine Markt-

übersicht nicht leisten. Auf grundsätz-

liche Schwachstellen wird an dieser Stelle

hingewiesen:

Unvollständige Abbildung des Marktes

Die Teilnahme an der Marktübersicht ist für

die Hersteller freiwillig und mit Kosten ver-

bunden. Dass mit sehr großer Wahrschein-

lichkeit alle relevanten Unternehmen dieses

Projekt kennen, heißt nicht zwangsläufig,

dass alle teilnehmen.

Ungeprüfte Herstellerangaben

In dieser Marktübersicht sind Angaben dar-

gestellt, die von den Anbietern in einen Fra-

gebogen eingegeben wurden. Es erfolgte

keine detaillierte Prüfung aller Angaben

der Hersteller. Grund dafür ist der mit einer

solchen Prüfung verbundene Aufwand.

Im Zuge der redaktionellen Überarbei-

tung erfolgten stichprobenhafte Prüfungen

auf inhaltliche Logik und Verständlichkeit.

Offensichtliche Fehleingaben wurden mit

den Herstellern geklärt und korrigiert.

Eingeschränkte Darstellungsmöglichkeit

Die umfangreichen Produktpaletten der Her-

steller würden eine umfassende Darstel-

lung sehr unübersichtlich machen. Deshalb

beschränkt sich die Erhebung auf die Spitzen-

modelle der Hersteller und technische Best-

werte. Andere Produkte oder Produktreihen

der Hersteller weichen von diesen Werten

ab. Über die Fertigungsqualität und Service-

leistungen und -qualität der Hersteller wird in

der Übersicht keine Aussage gemacht.

Eingeschränkte Aktualität

Der Innovationszyklus von Hightech-

Produkten wie VRF ist kurz. Das gilt auch für

die wirtschaftlichen Veränderungen in die-

sem Marktsegment.

3. Aufbau der Marktübersicht Die Sonderausgabe mit Marktübersicht

enthält Fachbeiträge, die möglichst viele

Aspekte der Technologie, Umweltaspekte

und Marktmechanismen beleuchten sol-

len. Die soll einen Überblick über die große

Leistungsfähigkeit der ausgereiften Tech-

nologie mit einer fast 20-jährigen Historie

geben. Die Datenblätter der folgenden Sei-

ten – Hersteller in alphabetischer Ordnung –

stellen den größten und wichtigsten Teil der

Marktübersicht dar.

VRF-KOMPENDIUM 2017

1

VRF-KOMPENDIUMG e b ä u d e e n e r g i e e f f i z i e n t t e m p e r i e r e n

Marktübersicht 2017 ISSN: 0947-0026

Eine Sonderveröffentlichung der Fachzeitschriften:

VRF-KOMPENDIUM 2017

16

Bemerkungen zur MarktübersichtUnternehmen Kältetechnik-Vertrieb seit (Jahr)Die Markteinführung von VRF erfolgte 1998 durch Daikin (als VRV). Damit sind 19 Jahre Erfahrung mit dieser Technologie im Markt vorhanden.

FlüssigkeitskühlsätzeDrei von sieben Anbietern haben auch Flüssigkeitskühlsätze im Angebot. Diese beinhalten den kompletten Kältekreis in einem Gerät. Die Kälte (und gegebenenfalls parallel Wärme) gelangt über Wasserkreisläufe ins Gebäude. Flüssigkeitskühlsätze punkten mit „freier Kühlung“ und Innenräumen ohne Kältemittelleitungen. VRF glänzt mit hoher Anlagen-Energieeffizienz. Beide Systeme im Angebot zu haben, spricht für eine systemneutrale Beratung.

Geräte-Serie Leistungsbereich Mit 8 kW kann das kleinste VRF-Außengerät bereits in kleinen Gebäuden mit nur zwei bis drei Büros für Komfort sorgen.

Mit 150 kW Kühllleistung ist das größte VRF-Außengerät ausreichend, um bis zu 50 Räume zu kühlen. Die 68 kW Heizleistung des größten Geräts entsprechen der Leistung eines konventionellen Mittelkessels. Eine Kaskaden-Schaltung, bei der mehrere Außengeräte in Reihe bedarfsgerecht zugeschaltet werden, kann bis zu annähernd 225 kW Leistung erbringen.

Kühlen-Heizen-Funktion bzw. –RegelungVRF-Anlagen, bei denen jedes Innengerät individuell heizen oder kühlen kann, ermöglichen die „Wärmeverschiebung“, bei der die Abwärme kühlender Geräte von heizenden genutzt wird.

Eurovent-ZertifizierungFür die freiwillige Eurovent-Zertifizierung werden die Leistungsangaben in der technischen Dokumentation der Hersteller durch unabhängige Testlabors gemäß geltender europäischer Normen überprüft.

InstallationAn Verteilern oder Controllern, an denen die Kältemittelleitungen zu den Innengeräten abzweigen, erfolgt insbesondere auch die „Wärmeverschiebung“ zwischen kühlenden und heizenden Innengeräten.

Maximale Anzahl insgesamt anschließbarer Innengeräte In Fernost sind weit verzweigte VRF-Anlagen häufig anzutreffen. In Europa schränkt die DIN EN 378 die zulässige Kältemittel-Füllmenge und damit die Anlagengröße abhängig vom kleinsten eingebundenen Raum ein. Hintergrund: Obwohl Sicherheitskältemittel wie R410A praktisch ungiftig sind, werden sie dem Menschen in einer bestimmten, sehr hohen Konzentration gefährlich, weil sie die Atemluft verdrängen. Im schlimmsten Fall ist damit zu rechnen, dass die gesamte Kältemittel-Füllmenge in den kleinsten Raum entweicht.

Maximale horizontale EntfernungDer Spitzenwert von 1.000 Metern maximaler horizontaler Entfernung zwischen Außen- und Innengerät ist technisch imposant, aber eher ein theoretischer Wert. Mit der Länge der Kältemittelleitungen wächst der Fließwiderstand, den der Verdichter überwinden muss. Mit allzu langen Leitungen sinkt die Anlageneffizienz.

Maximale HöhendifferenzAuch die maximal zulässige Höhendifferenz zwischen Außen- und Innengerät (Spitzenwert 110 m) ist mit Vorsicht zu genießen. Die Installation muss so erfolgen, dass der Öltransport im Kältemittelstrang hinreichend funktioniert. Fachleute bewerkstelligen das mit anlagenspezifisch berechneter

Rohrdimensionierung, Ölhebebogen und weiteren Maßnahmen.

Schalldruckpegel Wann laut „zu laut“ ist, wird von der Schallleistung nach ErP ebenso bestimmt, wie von der Aufstellungsart (Freifeld, an einer Wand, im Eck, …), dem Umfeld (Kleinsiedlung, reine Wohngegend, Kurgebiet, …) und dem Abstand zwischen Lärmquelle und -empfänger. Die Angabe „Schalldruckpegel in 1 m Abstand“ ist anschaulich und wird in den meisten Herstellerangaben verwendet. Sie ist zur Berechnung der zu erwartenden Lärmbelästigung und zur Entscheidung, ob Lärmschutzmaßnahmen notwendig sind, allerdings nicht geeignet. Einblick in solch eine Berechnung gibt überschlägig die Internet-Seite: www.waermepumpe.de/schallrechner/

KältemittelZeitpunkt [Monat/Jahr], ab dem Low-GWP-Kältemittel Sämtliche hier aufgeführten Hersteller haben ihren Hauptsitz in Fernost. Nicht erst seit den Beschlüssen von Ruanda in 2016 werden dort Anwendungen mit Low-GWP-Kältemitteln erforscht. Split-Anlagen mit R32 (GWP=675) sind bereits am Markt erhältlich. Wie

bereits beim Wechsel von HFCKW auf HFKW wird insbesondere nach „Drop-In“-Lösungen gesucht, mit denen die Umstellung bestehender Anlagen einfach umzusetzen sein wird.

Komfort + Design RaumregelungEnergiesparende, zentral administrierbare Regelungstechnik gehört allgemein zu den besonderen Leistungsmerkmalen der in Asien weit verbreiteten VRF-Systeme.

UnternehmenGeräte-Hersteller

Vertrieb durch

Sitz des (Vertriebs-)Unternehmens

Kältetechnik-Vertrieb seit (Jahr)

im Unternehmens-Portfolio:

Entfeuchtungsgeräte

Befeuchtungsgeräte

Splitgeräte

Multi-Splitgeräte

Luft/Luft-VRF-Geräte

Wasser/Luft-VRF-Geräte

Luft-Wasser-Wärmepumpen

Sole-Wasser-Wärmepumpen

Gasmotor-Luft-Wasser-Wärmepumpen

Gasmotor-Sole-Wasser-Wärmepumpen

Absorptions-Wärmepumpen

Flüssigkeitskühlsätze

andere:

Bemerkungen:

Geräte-SerieGeräte-Serien-Bezeichnung

Leistungs-Bereich Kühlen [kW] VON (kleinstes Außengeräte der Serie)

Leistungs-Bereich Kühlen [kW] BIS (größtes Außengeräte der Serie)

Leistungs-Bereich Heizen [kW] VON (kleinstes Außengeräte der Serie)

Leistungs-Bereich Heizen [kW] BIS (größtes Außengeräte der Serie)

Geräte kaskadierbar bis zu einer Anzahl Außengeräte [Stück]

Geräte kaskadierbar bis zu einer Kühlleistung [kW])

Kühlen-Heizen-Funktion bzw. -Regelung

Schnittstellen zur Gebäudeautomation

Eurovent-Zertifizierung

Bemerkungen:

Installationmaximale Anzahl anschließbarer Verteiler/Controller [Stück]

maximale Anzahl am Verteiler/Controller anschließbarer Innengeräte [Stück]

maximale Anzahl insgesamt anschließbarer Innengeräte [Stück]

maximale horizontale Entfernung Außen-/Innengerät [m]

maximale Höhendifferenz Außen-/Innengerät [m]

Außen-/Innengeräte-Kommunikation; Elektrokabel-Art und Kommunikations-Protokoll

Spannungsversorgung [Volt] und Anschluss

Schalldruckpegel in 1 m Entfernung bei max. Leistung [dB(A)]

Bemerkungen:

Energie-EffizienzEER-Wert (Energy efficiency ratio)

COP-Wert (Coefficient of performance)

ESEER-Wert (European seasonal energy efficiency ratio)

Verdichterregelung

Abtau-Regelung

Anlagen-interne Wärmerückgewinnung/Wärmeverschiebung

Leckage-Diagnose

Kältemittel-Befüllungs-Automatik/-Optimierung

Verdampfungs-/Verflüssigungs-Temperatur-Anpassung

Bemerkungen:

Kältemittel(aktuell verwendetes) Kältemittel

Zeitpunkt [Monat/Jahr], ab dem Low-GWP-Kältemittel für diese Serie geplant sind

dann voraussichtlich verwendetes Low-GWP-Kältemittel

GWP100 dieses Low-GWP-Kältemittels

Bemerkungen:

Komfort + DesignRaumregelung

Steuerung per App

Erleichterung der Innengeräte-Reinigung durch …

Energiemanagement-Lösung in Form von …

Verfügbare Innengeräte

1-Wege-Kassette, Standard-Maß (840 mm x 840 mm)

1-Wege-Kassette, Euro-Raster (625 mm x 625 mm)





Design-Wandgerät

Wandgerät

Truhengerät mit Verkleidung

Truhengerät ohne Verkleidung

Kanal-Einbaugerät

Flach-Kanal-Einbaugerät

Hydro-Boxen (Kältemittel-Wasser)

Fremdverdampfer für raumlufttechnische Geräte

Türluftschleier

andere:

Bemerkungen:

VRF-KOMPENDIUM 2017

17

UnternehmenGeräte-Hersteller Daikin Europe N.V.

Vertrieb durch Daikin Airconditioning Germany GmbH

Sitz des (Vertriebs-)Unternehmens Unterhaching

Kältetechnik-Vertrieb seit (Jahr) 1998



✘*) Befeuchtungsgeräte

✘ Splitgeräte

✘ Multi-Splitgeräte

✘ Luft/Luft-VRF-Geräte

✘ Wasser/Luft-VRF-Geräte

✘ Luft-Wasser-Wärmepumpen

✘ Sole-Wasser-Wärmepumpen




✘ Flüssigkeitskühlsätze

andere:

Bemerkungen:

*) Im Luftreiniger MCK75J ist eine Befeuchungsfunktion enthalten.

Geräte-SerieGeräte-Serien-Bezeichnung k. A.


12,1


56,0


12,1


56,0

Geräte kaskadierbar bis zu einer Anzahl Außengeräte [Stück] 3

Geräte kaskadierbar bis zu einer Kühlleistung [kW]) 151,2

Kühlen-Heizen-Funktion bzw. -Regelung Kühlen oder Heizen (für jedes Innengerät)

Schnittstellen zur Gebäudeautomation BACnet, LonWorks, KNX, Modbus

✘ Eurovent-Zertifizierung

Bemerkungen:

Installationmaximale Anzahl anschließbarer Verteiler/Controller [Stück] k. A.


k. A.


64

maximale horizontale Entfernung Außen-/Innengerät [m] 165

maximale Höhendifferenz Außen-/Innengerät [m] 90


2-adrig, LIYCY

Spannungsversorgung [Volt] und Anschluss 400V/3Ph/N/PE

Schalldruckpegel in 1 m Entfernung bei max. Leistung [dB(A)] 50,0

Bemerkungen:

Angabe für RXYSQ4TV1

Energie-EffizienzEER-Wert (Energy efficiency ratio) 4,3

COP-Wert (Coefficient of performance) 4,7

ESEER-Wert (European seasonal energy efficiency ratio) 7,5

Verdichterregelung alle Verdichter voll stufenlos

Abtau-Regelung Umkehrschaltung + Wärmepuffer

Anlagen-interne Wärmerückgewinnung/Wärmeverschiebung Option

Leckage-Diagnose standardmäßig integriert

Kältemittel-Befüllungs-Automatik/-Optimierung standardmäßig integriert

Verdampfungs-/Verflüssigungs-Temperatur-Anpassung beide variabel

Bemerkungen:

Angaben für Modell RYYQ8T

Kältemittel(aktuell verwendetes) Kältemittel R410A


k. A.



Bemerkungen:

Komfort + DesignRaumregelung Einzelraumregelung mit

zentraler Übersteuerung

Steuerung per App verfügbar

Erleichterung der Innengeräte-Reinigung durch … selbstreinigenden Filter

Energiemanagement-Lösung in Form von … Daikin Cloud


✘ 1-Wege-Kassette, Standard-Maß (840 mm x 840 mm)





✘ 4-Wege-Kassette, Euro-Raster (625 mm x 625 mm)

✘ Design-Wandgerät

✘ Wandgerät

Truhengerät mit Verkleidung

✘ Truhengerät ohne Verkleidung

✘ Kanal-Einbaugerät

✘ Flach-Kanal-Einbaugerät

✘ Hydro-Boxen (Kältemittel-Wasser)

✘ Fremdverdampfer für raumlufttechnische Geräte

✘ Türluftschleier

andere:

Bemerkungen:

Anschlusskit für Fremdverdampfer

VRF-KOMPENDIUM 2017

18

UnternehmenGeräte-Hersteller Hisense

Vertrieb durch CP Kaut GmbH + Co.

Sitz des (Vertriebs-)Unternehmens Wuppertal




Befeuchtungsgeräte

✘ Splitgeräte




Luft-Wasser-Wärmepumpen






andere:

Bemerkungen:

Geräte-SerieGeräte-Serien-Bezeichnung Hi Smart/Hi Flexi


8,0


50,0


9,5


56,0




Schnittstellen zur Gebäudeautomation KNX/LON/BACnet/ModBus


Bemerkungen:

Installationmaximale Anzahl anschließbarer Verteiler/Controller [Stück] 63


16


64




2-adrig, proprietär

Spannungsversorgung [Volt] und Anschluss 400/3/50


Bemerkungen:



ESEER-Wert (European seasonal energy efficiency ratio) k. A.

Verdichterregelung stufenloser mit zugeschalteten Verdichtern

Abtau-Regelung Umkehrschaltung + Wärmepuffer

Anlagen-interne Wärmerückgewinnung/Wärmeverschiebung Standard

Leckage-Diagnose


Verdampfungs-/Verflüssigungs-Temperatur-Anpassung

Bemerkungen:



k. A.



Bemerkungen:





Energiemanagement-Lösung in Form von … optionale Software


✘**) 1-Wege-Kassette, Standard-Maß (840 mm x 840 mm)


✘**) 2-Wege-Kassette, Standard-Maß (840 mm x 840 mm)





Wandgerät

✘ Truhengerät mit Verkleidung




✘*) Hydro-Boxen (Kältemittel-Wasser)



andere:

Bemerkungen:

*) von Fremdanbietern**) mit Anpassungen: 1-Wege- und 2-Wege-Kassetten haben andere Einbaumaße als

Standardkassetten. Fremdverdampferkit mit Wasserwärmetauschermodulen kompatibel.

VRF-KOMPENDIUM 2017

19

UnternehmenGeräte-Hersteller HITACHI

Vertrieb durch HANS KAUT GMBH & CO.

Sitz des (Vertriebs-)Unternehmens Wuppertal




Befeuchtungsgeräte

✘ Splitgeräte










andere:

Bemerkungen:

Geräte-SerieGeräte-Serien-Bezeichnung HITACHI SETFREE FSXN


14,0


45,0


16,0


50,0



Kühlen-Heizen-Funktion bzw. -Regelung Kühlen oder Heizen (Anlagen-Umschaltung)

Schnittstellen zur Gebäudeautomation Modbus; KNX; BACnet; LonWorks; CS-Net-Web


Bemerkungen:



8


64

maximale horizontale Entfernung Außen-/Innengerät [m] 1.000



2-adrig abgeschirmt

Spannungsversorgung [Volt] und Anschluss 400V/3-Phasen; N; PE


Bemerkungen:




Verdichterregelung mehrstufige Leistungsregelung

Abtau-Regelung Umkehrschaltung

Anlagen-interne Wärmerückgewinnung/Wärmeverschiebung Standard



Verdampfungs-/Verflüssigungs-Temperatur-Anpassung Verdampfungstemperatur variabel

Bemerkungen:



*)



Bemerkungen:

*) Low GWP Kältemittel ist in Planung, zurzeit ist R 410a das aktuell Kältemittel.





Energiemanagement-Lösung in Form von … opitonale übergeordnete Regelung, Software




✘*) 2-Wege-Kassette, Standard-Maß (840 mm x 840 mm)




Design-Wandgerät

✘ Wandgerät








andere: Unterdeckengerät

Bemerkungen:

*) 2-Wege Kassette 710 mm x 1100 mm oder 1.660 mm

VRF-KOMPENDIUM 2017

20

UnternehmenGeräte-Hersteller Mitsubishi Electric

Vertrieb durch Mitsubishi Electric Europe B.V.

Sitz des (Vertriebs-)Unternehmens Ratingen



✘ Entfeuchtungsgeräte

Befeuchtungsgeräte

✘ Splitgeräte










andere:

Bemerkungen:

Geräte-SerieGeräte-Serien-Bezeichnung City Multi VRF/Hybrid VRF


12,5


150,0


14,0


168,0




Schnittstellen zur Gebäudeautomation BACnet, KNX, EIB, LON, Modbus, …


Bemerkungen:

Kühlen oder Heizen für jedes Innengerät bei Auswahl eines VRF R2-Systems zum simultanen Heizen und Kühlen mit Wärmerückgewinnung. Eurovent gelistet bei etwa 70% der VRF Anlagen.



50


2.000

maximale horizontale Entfernung Außen-/Innengerät [m] 1.000



2-adrig abgeschirmt M-NET Protokoll

Spannungsversorgung [Volt] und Anschluss 380-415V, 3+N, 50Hz


Bemerkungen:





Abtau-Regelung Umkehrschaltung + Teilflächenabtauung



Kältemittel-Befüllungs-Automatik/-Optimierung bei allen Replace-Geräten

Verdampfungs-/Verflüssigungs-Temperatur-Anpassung Verdampfungstemperatur variabel

Bemerkungen:



k. A.



Bemerkungen:




Erleichterung der Innengeräte-Reinigung durch … Filter-Lift










✘ Wandgerät






✘*) Fremdverdampfer für raumlufttechnische Geräte

✘*) Türluftschleier

andere:

Bemerkungen:

*) von Fremdanbietern

VRF-KOMPENDIUM 2017

21

UnternehmenGeräte-Hersteller Panasonic

Vertrieb durch Panasonic Deutschland eine Division der Panasonic Marketing Europe GmbH

Sitz des (Vertriebs-)Unternehmens Wiesbaden




Befeuchtungsgeräte

✘ Splitgeräte






✘ Gasmotor-Luft-Wasser-Wärmepumpen




andere:

Bemerkungen:

Geräte-SerieGeräte-Serien-Bezeichnung ECOi EX *)


22,4


56,0


25,0


63,0




Schnittstellen zur Gebäudeautomation Hardwarekontakte, Internetsteuerung, KNX, Modbus, BACnet, LonWorks

✘ Eurovent-Zertifizierung in Vorbereitung

Bemerkungen:

*) „klassische“ modular kombinierbare 2-Leiter VRF Außengeräte mit erweitertem Einsatzbereich: Kühlen von -10 °C bis +52 °C, Heizen von -25 °C bis +18 °C



k. A.


64




Bus 2-adrig, proprietär

Spannungsversorgung [Volt] und Anschluss 3/N/PE 400V 50Hz

Schalldruckpegel in 1 m Entfernung bei max. Leistung [dB(A)] 51,0 *)

Bemerkungen:

*) ab 51,0 dB(A) für das kleinste Modul im Flüsterbetrieb bis 60,0 dB(A) für das größte Modul bei Volllast"






Anlagen-interne Wärmerückgewinnung/Wärmeverschiebung

Leckage-Diagnose



Bemerkungen:

Kostenlose Planungssoftware „VRF-Designer“ unterstützt bei der Auslegung, mit der Leitungslängen und Kältefüllmengen autmatisch berechnet und bei der Gebäudebezeichnung eingebunden werden können.



k. A.



Bemerkungen:





Energiemanagement-Lösung in Form von … raumweise über optio nalen Belegungs- und Aktivitäts-sensor; anlagen- oder liegen-schaftsweise über optionales Web-Interface, über optionale Smart-Cloud-Lösung, sowie über optionale Schnittstellen zu externen Systemen








Design-Wandgerät

✘ Wandgerät








andere: Deckenunterbaugeräte, Lüftungseinheiten mit Wärmerückgewinnung, Lüftungseinheiten mit Wärmerückgewinnung und Direktverdampfer

Bemerkungen:

VRF-KOMPENDIUM 2017

22

UnternehmenGeräte-Hersteller SAMSUNG

Vertrieb durch MTF Marken-Distributions GmbH

Sitz des (Vertriebs-)Unternehmens Schüttorf




Befeuchtungsgeräte

✘ Splitgeräte





✘ Sole-Wasser-Wärmepumpen





andere: Chiller geregelt

Bemerkungen:

Geräte-SerieGeräte-Serien-Bezeichnung Super-DVM S


12,1


84,0


13,5


94,5




Schnittstellen zur Gebäudeautomation BACnet, KNX/EIB, Modbus, LonWorks


Bemerkungen:



48


64




LIYCY 2x2x0,75

Spannungsversorgung [Volt] und Anschluss 400/3/50

Schalldruckpegel in 1 m Entfernung bei max. Leistung [dB(A)] 57,0*)

Bemerkungen:

*) Schallreduzierter Nachtbetrieb (3-stufig) minus 3-9 dB(A)










Bemerkungen:



k. A.



Bemerkungen:

Es wird bei Samsung permanent geforscht und entwickelt, voraussichtlich wird es ein eigenes Produkt werden. Zeitpunkt der Einführung und Details sind noch nicht bekannt.




Erleichterung der Innengeräte-Reinigung durch … antibakteriell beschichteter Filter und WT, optionale Implementierung eines Virus-Doktors

Energiemanagement-Lösung in Form von … Web-basierender Daten-Management-Server mit digitaler Energieerfassung


✘ 1-Wege-Kassette (740 mm x 360 mm)






✘ Wandgerät








andere: Wind-Free Round Airflow Deckenkassette 360°

Bemerkungen:


VRF-KOMPENDIUM 2017

23

UnternehmenGeräte-Hersteller Toshiba

Vertrieb durch Toshiba Klimasysteme, Beijer Ref Deutschland GmbH

Sitz des (Vertriebs-)Unternehmens Unterschleißheim

Kältetechnik-Vertrieb seit (Jahr) 1999*)



Befeuchtungsgeräte

✘ Splitgeräte










andere:

Bemerkungen:

*) Vertrieb von Toshiba seit 1999, 2011 umfirmiert zur Beijer Ref Deutschland GmbH

Geräte-SerieGeräte-Serien-Bezeichnung SMMSe VRF-Systeme


22,4


61,5


25,0


64,0




Schnittstellen zur Gebäudeautomation Modbus, BACnet, KNX, Trend


Bemerkungen:



8


64




2-adrig

Spannungsversorgung [Volt] und Anschluss 380/415-3-50


Bemerkungen:





Abtau-Regelung Umkehrschaltung + Heißgasbypass


Leckage-Diagnose integriert, optional verfügbar (EN 378)

Kältemittel-Befüllungs-Automatik/-Optimierung siehe Bemerkungen

Verdampfungs-/Verflüssigungs-Temperatur-Anpassung beide autoadaptiv

Bemerkungen:



k. A.



Bemerkungen:

Komfort + DesignRaumregelung Einzelraumregelung











Design-Wandgerät

✘ Wandgerät






✘*) Fremdverdampfer für raumlufttechnische Geräte


andere: Bi-Flow Konsolgerät

Bemerkungen:


VRF-KOMPENDIUM 2017

24

VRF UND KALTWASSERSATZ IM VERGLEICH

Trend mit Grenzen

Bei Gebäuden mit vielen kleinen Räumen (z. B. Bürogebäude, Hotels, Labore) stellt

sich seit jeher die Frage, ob die Kühlung mit einer VRF-Kälteanlage oder mit einem

Kaltwassersatz über ein Sekundärnetz erfolgen soll. Die neue F-Gase-Verordnung

ändert an deren spezifischen Vor- und Nachteilen erst einmal nichts.

Die in der Regel bei VRF-Anlagen ver-

wendeten Kältemittel R410A und R407C

haben einen GWP-Wert von 2.088 bezie-

hungsweise 1.774. Das in der seit 1. Januar

2015 geltenden F-Gase-Verordnung fest-

geschriebene Serviceverbot für Kältemittel

mit GWP >2.500 ab dem 1. Januar 2020

greift somit nicht. Und das Verbot von

Kälte mitteln mit GWP >750 ab 1. Januar

2025 gilt nur für Mono-Splitsysteme mit

weniger als 3 kg Füllgewicht – also nicht

für VRF-Systeme.

Anders als die F-Gase-Verordnung ist

die Einhaltung der DIN EN 378 für VRF-

Anlagen eine Herausforderung. Von die-

ser Norm trat zum 1. März 2017 eine neue

Ausgabe in Kraft. Sie besagt, dass im Falle

einer Leckage maximale Kältemittelkonzen-

trationen in Räumen, in denen sich dauer-

haft Personen aufhalten, nicht überschritten

werden dürfen. Selbst im Worst Case darf

nach einer Undichtigkeit bei R410A die Käl-

temittelkonzentration im Raum nicht mehr

als 0,44 kg/m3 betragen. Auf dieser Grund-

lage muss der Fachplaner den kleinsten

betroffenen Raum betrachten. Hat der z.B.

in einem Hotel eine Grundfläche von 20 m²

und eine Raumhöhe von 2,5 m, so dürfen

maximal 22 kg des Kältemittels in den Raum

ausströmen. Ohne zusätz liche Sicherheits-

ESaK

VRF-KOMPENDIUM 2017

25

maßnahmen darf die Füllmenge des zuge-

hörigen VRF-Systems diese Menge nicht

überschreiten. Dies entspricht einer Anlage

mit einer Kälteleistung von ca. 80 kW.

Bezogen auf Innengeräte mit einer mittle-

ren Kälte leistung von 4 kW entspricht das

einer Anlage mit 20 Innengeräten. Reicht

das nicht, wäre eine Lösung, mehrere VRF-

Systeme mit jeweils maximal dieser Füll-

menge zu realisieren (vgl. Bild 1). Alternativ

müssten Sicherheitsmaßnahmen, wie z. B.

Gaswarngeräte mit Detektoren (bei R410A

über dem Fußboden), Absperrventile und

einem Alarmsystem in jedem Raum (hörbar

und sichtbar), vorgesehen werden.

Die Kältemittel-Füllmenge bestimmt die Prüf-IntervalleEin weiterer Grund, die Füllmenge bei einer

Kälteanlage auf 22 kg zu begrenzen, ist,

dass bei R410A ab einer Füllmenge von

24 kg gemäß der F-Gase-Verordnung eine

halbjährliche Dichtheitsprüfung vorge-

schrieben ist (siehe Tabelle 2). Wenn man

unter dieser Grenze bleibt, reicht eine jähr-

liche Kontrolle aus. Bei Vorhandensein eines

Leckage-Erkennungssystems (LES) reicht

dann sogar eine Kontrolle alle zwei Jahre

aus. Solch ein System ist bei der Variante mit

Kaltwassersatz und Sekundärnetz mit einem

Kälte mittelsensor in der Kältezentrale oder

im Gehäuse des außen aufgestellten Kalt-

wassersatzes möglich. In der VRF-Anlage

erscheint der Aufwand für ein Leckage-

Erkennungssystem extrem groß, da auch

alle Räume mit Innengeräten überwacht

werden müssten.

Bei beiden Varianten – Kaltwassersatz wie

VRF – muss der Monteur zur jährlichen War-

tung an jedes Innengerät, um dessen Filter,

Verdampfer und die Kondensatwanne zu

reinigen und zu desinfizieren. Beim VRF-

Innengerät kann der Monteur zu Beginn der

Wartung sein Lecksuchgerät in das Innere

des ausgeschalteten Innengerätes halten

und so die Dichtheitskontrolle durchführen.

EXTREME, ZWEI TRENDS

In dem Artikel wird dargestellt, dass eine Variantenuntersuchung zwischen den zwei Varianten „VRF“ und „Kaltwasser-satz“ sehr komplex ist und infolge der F-Gase-Verordnung und des EEWärmeG noch komplexer geworden ist. Bei sehr wenig gekühlten Räumen (z. B. 10) und bei Gebäuden, bei denen eine Wärmever-schiebung sinnvoll einsetzbar ist, gibt es in der Praxis einen Trend zum VRF-System. Bei Gebäuden mit sehr vielen gekühlten Räumen (z. B. 300) oder bei Gebäuden mit hohem ganzjährigem Kühlbedarf ist in der Praxis ein Trend zum Kaltwasser-satz mit Sekundärsystem zu erkennen. Bei den sehr häufigen Anwendungsfällen mit einer Anzahl an gekühlten Räumen zwischen 10 und 300 wird bei dem einen Gebäude das VRF-System (ggf. mehrere Anlagen) und bei einem anderen der Kaltwassersatz mit Sekundärnetz die bes-sere Lösung sein. Ein Auftraggeber sollte sich bezüglich dieser Entscheidung von einem Kälte-Fachbetrieb beraten lassen.

Tabelle 1: Gegenüberstellung zweier Kühl-Alternativen

Variante 1 Variante 2

VRF-Anlage mit gleichzeitigem Kühlen und Heizen Kaltwassersatz mit natürlichem Kältemittel und Sekundärnetz (a luftgekühlt, b wassergekühlt)

Vorteile • gegebenenfalls Entfall einer zusätzlichen Heizungsanlage• kleinste Rohrquerschnitte• energieeffizienteste Lösung bei Außentemperaturen über 5 °C und

bei kurzen Kältemittelleitungslängen• Wärmeverschiebung möglich• keine Wasserschäden z. B. an der Rechentechnik in Serverräumen• bei Neubauten wahrscheinlich in Kürze Erfüllung der Vorgaben des EEWärmeG

für Variante 2a gilt:• Freie Kühlung bei Außentemperaturen < 5 °C• preiswertes Kältemittel• Dichtheitsprüfung einfach (nur Kaltwassersatz)• Unabhängigkeit von einem Hersteller außer ggf. bei Arbeiten an der Regelung

innerhalb des Kaltwassersatzes• Leckage-Erkennungssystem einfach • Nahkälte-Inseln realisierbar• individuelle Regelung• komplexe Systemlösungen möglich (z. B. Kühldecke, Bauteilaktivierung)für Variante 2b gilt:• Nutzung von Hybridrückkühlern (Verdunstung)• Wärmerückgewinnung aus dem Kühlwasser für Fußbodenheizung oder für

Luftheizer in Lüftungszentralgeräten

Nachteile • Kältemittelleitungen im Gebäude• Grenzwert der max. Kältemittelkonzentration nach einer Undichte in Räumen, in

denen sich dauerhaft Personen aufhalten, bestimmt max. Füllmenge (DIN EN 378)• Dichtheitsprüfung auch an Innengeräten• Lokalisierung von Undichten schwierig• Mindest-Kälteleistung• firmenspezifische Bussysteme • max. Kälteleitungslängen und -höhen• bei langen Kältemittelleitungen Reduzierung der Kälteleistung des Außengerätes

und Verschlechterung der Energieeffizienz

für Variante 2a gilt:• zwei zusätzliche Wärmeübergänge• Frostschutzproblematik• ggf. Wasserschäden in Serverräumen• zusätzliche Herausforderung wie Korrosionsschutz auf schwarzem Stahlrohr

(unter Isolierung) und Beibehaltung der Wasserqualität im Rohrnetz• zusätzliche Heizungsanlage erforderlich• bei Technikaufstellung auf dem Dach höhere Anforderungen an die Statikfür Variante 2b gilt:• zusätzlicher Platzbedarf für eine Kältezentrale

(Kaltwassersatz, Pufferspeicher, Pumpengruppen)• höchste Investitionskosten

Tabelle 2: Dichtheitskontrolle für ortsfeste Kälteanlagen, Klimaanlagen und Wärmepumpen gemäß F-Gase-Verordnung

Kältemittel GWP-Wert ab 5 Tonnen CO2-Äquivalent jährliche Dichtheitsprüfung (mit LES alle 2 Jahre)

ab 50 Tonnen CO2-Äquivalent halbjährliche Dichtheitsprüfung(mit LES jährlich)

R407CR410A

1.7742.088

2,8 kg2,4 kg

28 kg24 kg

VRF-KOMPENDIUM 2017

26

Ein dritter Grund, die Kältemittelmenge

bei VRF-Kälteanlagen auf 22 kg zu begren-

zen, ist die Energieeffizienz. Die Herstel-

ler geben maximale Leitungslängen und

Höhenunterschiede vor. Die Energieeffizienz

von VRF-Anlagen verschlechtert sich aber

bei sehr langen Kälteleitungslängen.

Zukunfts-Szenario mit natürlichen KältemittelnDie F-Gase-Verordnung sieht eine schritt-

weise Verringerung der Menge von in Ver-

kehr gebrachten teilfluorierten Kältemit-

teln bis zum Jahr 2030 vor. Dies ist ein

Nachteil für spätere Erweiterungen von

VRF-Anlagen. Bei der Variante mit Kalt-

wassersatz und einem zugehörigen Sekun-

därnetz ergibt sich die Möglichkeit, später

einen neuen Kälteerzeuger mit natürli-

chem Kältemittel wie Propan (brennbar)

oder Ammoniak (brennbar und giftig) ein-

zusetzen. Diese Kälte mittel sind auf Dauer

verfügbar, preiswert und nur im Kaltwas-

sersatz enthalten. Damit muss auch nur

im Außenbereich bzw. in der Kältezent-

rale für die notwendigen sicherheitstech-

nischen Voraussetzungen gesorgt werden.

In der Regel sind das Sensoren für Propan

oder Ammoniak, die bei Detektion eines

unteren Grenzwertes eine Durchlüftung

des Gehäuses beziehungsweise der Kälte-

zentrale einschalten. (Dort ist ein Lüfter mit

Ex-Schutz erforderlich.) Bei Erreichen eines

weiter oben liegenden Grenzwertes erfolgt

dann die Stromlosschaltung, das heißt: Alle

Zündquellen sind abgeschaltet.

Effizienzverluste durch Wärmeübergänge Ein Kaltwassersatz wird entweder außen

(Variante 2a; luftgekühlt) oder in einer

Kälte zentrale (Variante 2b; wassergekühlt)

aufgestellt. Bei Variante 2a wählt man dann

zumindest für die Rohrleitungen außer-

halb des Gebäudes in der Regel ein Wasser-

Glykol-Gemisch als Wärmeträger/Kühlmittel

des Sekundärnetzes. Die vielen Wärmeüber-

gänge gehen mit Effizienzverlusten einher:

Die abzuführende Wärme wird im Raum

von der Luft an den Wasserkreislauf über-

tragen, im Plattenwärmeübertrager im

Keller vom Wasserkreislauf auf den Wasser-

Glykol-Kreislauf und im Verdampfer der

Kälte maschine wiederum auf das Kältemit-

tel. Bei Variante 2b ist das Sekundärnetz mit

Wasser gefüllt, sodass auf der Klima-Kalt-

wasserseite ein Wärmeübergang entfällt.

Dafür kommt auf der Kühlwasserseite einer

hinzu. Bei einer Lösung mit Kaltwassersatz

hat man somit zwei zusätzliche Wärmeüber-

gänge im Vergleich zu einem VRF-System.

Außerdem sind für jeden zusätzlichen Was-

ser- be ziehungsweise Wasser-Glykol-Kreis-

lauf Pumpen und Hilfsenergie erforderlich.

Freikühlung versus WärmeverschiebungBei Gebäuden mit hohen inneren Wärme-

lasten, die fast ganzjährig gekühlt werden

müssen (z. B. Rechenzentren oder Räume

mit Maschinen), ist die Lösung mit Kaltwas-

sersatz und Sekundärnetz in der Regel die

bessere. Bei diesen Anlagen kann relativ

einfach eine freie Kühlung mit z. B. einem

Glykol-Rückkühler realisiert werden. Dabei

wird bei Außentemperaturen unter 5 °C die

Wärme direkt an die Außenluft abgegeben,

ohne dass die Verdichter in der Kältema-

schine einschalten müssen.

Einige VRF-Systeme bieten die Möglich-

keit der Wärmeverschiebung. Dabei kann

Wärme aus gekühlten Räumen (z. B. Server-

räume) in zu heizende Räume (z. B. Büroraum

auf der Nordseite) verschoben werden. Diese

Funktion ist bei Gebäuden sinnvoll, die nur

in wenigen Räumen ganzjährige, hohe

innere Wärmelasten aufweisen. Es ist aber

zu beachten, dass bei VRF-Systemen eine

dauerhaft genutzte Mindest leistung der

Kälte einen vorgegebenen Wert nicht unter-

schreiten darf. In der Praxis wird z. B. bei nur

einem Serverraum deshalb häufig noch ein

zusätzliches Mono-Split-Gerät in dem Ser-

verraum installiert (für Redundanz und für

die Wintertage). Bild 2 zeigt die Außenge-

räte des Neubaus der Bundesfachschule

Kälte-Klima-Technik in Harztor/Niedersachs-

werfen. Dort werden an vielen Tagen die

Werkstatt-Hallen gekühlt (Wärmeabgabe

der Kältemaschinen für die Ausbildung) und

die Seminarräume und Büros geheizt. Um

eine Wärmever schiebung zu ermöglichen,

sind an einer Anlage jeweils zu kühlende und

zu heizende Räume angeschlossen.

Förderung in AussichtEine staatliche Förderung gemäß § 14 des

EEWärmeG erhalten Wärmepumpen nur,

wenn sie eine vorgegebene Mindesteffizi-

enz aufweisen und nach den Kriterien von

drei Labeln zertifiziert sind. Diese Label gel-

ten zurzeit nur für Wärmepumpen, die ihre

Leistung an einen Heizkreislauf abgeben. Es

wird aber daran gearbeitet, dass auch VRF-

Systeme gegebenenfalls das EEWärmeG

erfüllen [1]. Dies wäre dann ein Vorteil der

Variante 1 bei einem Neubau. Dann hätte

man mit dem VRF-System die Bedingungen

des EEWärmeG erfüllt.

Bei großen Laborgebäuden mit z. B. 300

Innengeräten gibt es einen Trend zu der

Lösung mit Kaltwassersatz und Sekundär-

netz. So wurde an der TU Dresden bei den

Gebäuden, die mit vielen Innengeräten aus-

gestattet sind, die Variante 2 realisiert [2].

Aber auch an der TU Dresden sind bei vier

isoliert stehenden Gebäuden mit jeweils nur

wenigen Innengeräten (weniger als 20) VRF-

Kälteanlagen im Einsatz.

Die Variante 2 mit Kaltwassersatz erlaubt,

Nahkälte-Inseln zu realisieren. Zum Bei-

spiel lassen sich in einer Kältezentrale zwei

Kaltwassersätze und freie Kühlung sowie

ein Puffer speicher kombinieren und drei

Gebäude anschließen. An einem wenig hei-

ßen Tag kann dann ein Kaltwassersatz für

Wartungsarbeiten abgeschaltet werden,

ohne dass die Kälteversorgung der Verbrau-

cher unterbrochen wird. Selbst an heißen

Sommertagen können die Kälteabnehmer

mit hoher Priorität mit nur einer Maschine

versorgt werden. Dann schaltet die Gebäu-

deautomation alle anderen Abnehmer ab.

Für drei Gebäude werden trotz hoher Verfüg-

barkeit nur zwei Kälte maschinen benötigt.

Dr.-Ing. Jens Lampert und Dipl.-Ing. Volkart Otto sind Dozenten an der Europäischen Studienakademie Kälte Klima Lüftung (ESaK) in Maintal. Die ESaK ist die einzige Berufsakademie speziell auf dem Gebiet der Kälte- und Klimatechnik im deutschsprachigen Raum. Die ESaK besteht seit 2004 und ist staatlich anerkannt. Es werden die zwei international akkreditierten Bachelor-Studiengänge Kältesystemtechnik und Klimasystemtechnik im Rahmen eines Dualen Studiums angeboten. Der Träger ist die Landesinnung Kälte-Klima-Technik Hessen-Thüringen/ Baden-Württemberg.

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KOMMENTAR VON ANDREA VOIGT, EPEE

„Lethargie ist keine Option“ Es ist richtig, dass für das in VRF-Anlagen bevorzugt verwendete Kältemittel R410A kein unmittelbares Verwendungsverbot besteht. Allerdings fällt es wie alle HFKWs unter die EU-F-Gase-Verordnung und ist daher auch vom Phase-down betroffen. Letzterer bezieht sich auf die Reduzierung der CO2-Äquivalente, will heißen: Sowohl der GWP Wert als auch die Menge des Kältemittels spielen eine Rolle. Je höher der GWP-Wert, umso stärker ist das Kältemittel von den Reduzierungsschritten des Phase-Downs betroffen. Und die sind besonders kurzfristig extrem steil!

Das heißt, auch R410A wird früher oder später unter Druck geraten – besonders dann, wenn Kältemittel mit sehr hohem GWP Wert wie z. B. R404A nicht schnell genug verschwinden. Hier ist besonders der Supermarktsektor gefordert – sowohl was neue Anlagen als auch was die Umstellung bestehender Anlagen anbelangt. Lethargie ist also auf gar keinen Fall eine Option. Der Markt muss schnell reagieren, wenn die Phase-down-Ziele erreicht werden sollen, ohne Lieferengpässe oder extrem hohe Preise zu riskieren. Dann ist es auch möglich, Kältemittel wie R410A in Anwendungen, in denen es bislang keine passenden Ersatzstoffe gibt, noch etwas länger einzusetzen. Das ist auch dringend nötig, denn in Anbetracht der Tatsache, dass die meisten R410A-Alternativen brennbar sind, gibt es gerade im Klimabereich noch einige Hürden zu nehmen, was Normierung und Gebäuderegeln anbelangt, die den Einsatz brennbarer Substanzen bislang noch erheblich einschränken.

Andrea Voigt ist Director General bei dem europäischen Hersteller-verband European Partnership for Energy and the Environment (EPEE).

AUFZEICHNUNGSPFLICHTEN

Wie bisher müssen Betreiber Aufzeichnungen für Anlagen führen, für die eine Dichtheitskontrolle vorgeschrieben ist. Die Aufbewahrungspflicht der Unterlagen beträgt mindestens fünf Jahre durch Betreiber oder Wartungsunternehmen. Der Inhalt hat zu umfassen:

a) Menge und Art der enthaltenen fluorierten Treibhausgase;

b) Menge der fluorierten Treibhausgase, die bei der Installation, Instandhaltung oder Wartung oder aufgrund einer Leckage hinzugefügt wurde;

c) Angaben dazu, ob die eingesetzten fluorierten Treibhausgase recycelt oder aufgearbeitet wurden, einschließlich des Namens und der Anschrift der Recycling- oder Aufarbeitungsanlage und gegebenenfalls deren Zertifizierungsnummer;

d) Menge der rückgewonnenen fluorierten Treibhausgase;

e) Angaben zum Unternehmen, das die Einrichtung installiert, gewartet, instand gehalten und, wenn zutreffend, repariert oder stillgelegt hat, einschließlich gegebenenfalls der Nummer seines Zertifikats;

f) Zeitpunkte und Ergebnisse der nach Artikel 4 Absätze 1 bis 3 durchgeführten Kontrollen;

g) Maßnahmen zur Rückgewinnung und Entsorgung der fluorierten Treibhausgase, falls die Einrichtung stillgelegt wurde.

Auch Lieferanten von F-Gasen müssen die Nummern der Zertifikate der Käufer und die jeweils erworbenen Mengen aufzeichnen und fünf Jahre aufbewahren.

Zu guter Letzt

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VRF-KOMPENDIUM - hotelbau.de · 2019-02-26 · VRF-KOMPENDIUM 2017 6 Kältemittel, das durch Leckagen aus den Anlagen entweicht, trägt direkt zur Klima-erwärmung bei. Diese Emissionen