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Kälteanlagen

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Kälteanlagen nach KG 434 sicher und effizient umsetzen

Kälteanlagen nach KG 434 sicher und effizient umsetzen

Die KG 434 – Kälteanlagen umfassen sämtliche Maßnahmen zur Kälteerzeugung, -verteilung und -übertragung. Unter Einbeziehung der Sicherheits- und Umweltaspekte (F-Gase-Verordnung, Druckhaltung, WHG/AwSV), eines effizienten Anlagenaufbaus (Tichelmann-System, hydraulische Trennung, bedarfsorientierte Pumpenregelung) sowie einer umfassenden Mess-, Steuer- und Regeltechnik (GLT-Anbindung, Monitoring) wird eine nachhaltige und betriebssichere Kälteversorgung sichergestellt.

Hervorzuheben sind Integration ins Gesamtenergiekonzept, Sicherheits- und Hygienestandards (VDI 2035, VDI 6022, BetrSichV). sorgfältige Auslegung und Dimensionierung (Leistungsreserven, Redundanzkonzepte), optimierte Verteilung (dynamische Strangregulierung, n–1-Pumpensysteme), Einhaltung der gesetzlichen Vorgaben (F-Gase, EnEV/GEG, Brandschutz, Schallschutz), professionelle Inbetriebnahme (Spülung, Einregulierung, Funktionsprüfung) sowie detaillierte Dokumentation und Wartung (Protokolle, Schulungen, Ersatzteilkonzepte)

Nur durch eine ganzheitliche Planung und Ausführung aller genannten Aspekte lassen sich Wirtschaftlichkeit, Energieeffizienz und lange Lebensdauer der Kälteanlagen gewährleisten.

Nachhaltige Kälteversorgung durch ganzheitliche Planung

Schnittstellen

Das übergeordnete Energiekonzept (KG 420) ist zwingend zu berücksichtigen. Hierbei werden alle Aspekte der Energieeffizienz, der Integration verschiedener Wärmeerzeuger (Heizkessel, Wärmepumpen) und der Synergien zwischen Heiz- und Kältesystem betrachtet.

Schnittstellen bestehen u. a. zu:

  • KG 421 (Wärmepumpen): Kälteerzeugung über Luft-Wasser-Wärmepumpen oder ähnliche Systeme.

  • KG 432 / KG 433 (RLT-Anlagen): Direkte Kälte- oder Kälte-Entfeuchtungs-Erzeuger in raumlufttechnischen Anlagen.

Systematik der Kälteerzeugung

  • System A: Kälteerzeugung aus Luft-Wasser-Wärmepumpen (Nutztemperaturniveau 6 °C / Betrieb > 14 °C).

  • System B: Direkte Kälte bzw. Kälte-Entfeuchtung in RLT-Anlagen (Kühlung bis 14 °C und Entfeuchtung bis 8 °C).

  • System C: Einzel- oder Multi-Split-Anlagen, insbesondere in IT- und E-Räumen oder dezentral zu kühlenden Bereichen.

Zentrale Anforderungen

  • Tichelmann-Verrohrung bis zur hydraulischen Trennung.

  • Systemspeicher für Kälte (Lastspitzenmanagement).

  • Systemumschaltungen Heizen/Kühlen in Redundanz (n–1).

  • Sicherheitstechnische Anlagen: Automatische Druckhaltung mit Entgasung und Nachspeisung.

  • Sicherheitsventile, Temperatur- und Druckwächter.

  • Druckausgleichsleitung zwischen Heiz- und Kältenetz bei 2-/4-Leiter-Systemen.

  • Dosieranlage nach VDI 2035 zur pH-Wert-Stabilisierung, Korrosionsschutz, Sauerstoffbindung.

Bauliche Aspekte

  • Aufstellräume mit ggf. erforderlicher Raumtrennung bei hohen Schallemissionen oder besonderen Anforderungen (z. B. WHG / AwSV).

  • Ausreichende Anlieferungs-/Umschlagflächen für Kältemittel und Gerätschaften.

Abwärmenutzung

  • Nach Vorgabe im Projekt: Keine Abwärmenutzung vorgesehen.

Allgemeine Prinzipien

  • Getrennte Versorgung unterschiedlicher Nutzungen (Verwaltung/Produktion, IT-Räume/Maschinenkälte, RLT/DSP etc.).

  • Keine Trennung nach Himmelsrichtungen oder Etagen.

  • Keine Kühlung von Büro- und Besprechungsräumen (laut Projektvorgabe).

Einzel-Kältekreisbildung

  • Differenzdruckgeregelte Umwälzpumpen je Kältekreis.

  • Reserven mit Absperrungen und Blindflanschen, um künftige Erweiterungen ohne Entleerung zu ermöglichen.

  • Rückschlagklappen zur Verhinderung von Schwerkraftzirkulation.

  • Speicheranlagen für Spitzenlastmanagement.

  • Priorisierung kritischer Abnehmer (Prozesse, RLT-Anlagen) im Störfall.

Strangverteilung

  • Dynamische Strangregulierventile pro Steigstrang.

  • Durchgängige Absperrkombinationen (Absperren, Entleeren, Regulieren, Messen).

  • Schutz- oder lackierte Rohre (RAL-Farbe) bei sichtbarer Führung, stetiges Gefälle (Vermeidung von Wassersäcken).

  • IT-/E-Räume generell mit Split-Anlagen kühlen.

Kälteverteiler

  • Thermisch getrennte Verteiler, mit diffusionsdichter Dämmung und Blechmantel.

  • Stutzenabstände mind. 200 mm (gedämmte Abgänge), Auslegung PN 10, druckgeprüft.

  • Temperaturanzeigen, Lufttöpfe (DN 15 Entlüftung), Entwässerungsrinne (b/h mind. 100/150 mm).

  • Kennzeichnung (Verteiler, Feldgeräte, Schilderleiste), Kabelrinne rückseitig.

  • Formschöner Aufbau, identische Achsenhöhe von Pumpen, Ventilen, Zählern etc.

Umwälzpumpen

  • Hocheffizienzpumpen (differenzdruckgeregelt), Förderstrom 20–100 %.

  • Fabrikatdurchgängigkeit in allen TGA-Gewerken (Wartungsvorteil).

  • GLT-Anbindung (Stör-, Betriebs-, Parameter-Meldungen).

  • Doppelpumpen (Redundanz 100 %) mit automatischer Umschaltung, v. a. für Kältekreise.

Armaturen

  • Rückschlagventile aus Rotguss (Einklemm- oder Pumpenanbauversion).

  • Schmutzfänger mit Feinsieb (Edelstahl), Differenzdruckanzeige, Flanschausführung.

  • Wärmetauscher aus Edelstahl, geschraubt, gedämmt mit Blechmantel.

  • Misch-, Verteil- und Durchgangsventile: gleichprozentige Regelcharakteristik, max. Leckrate 0,05 %, Notstellfunktion, Stellzeit < 100 s, DC 0…10 V.

Zählungen und Messeinrichtungen

  • Wärmemengenzähler (WMZ) für Kälte bis 50 °C, PN 10, inkl. Passstücke und Beschilderung.

  • Messkonzept (Ebene 1.0–4.0) mit Übertragung an die GLT.

Systeme

  • Direkte Kälte in RLT-Anlagen (KG 432 / 433).

  • Einzel-/Multi-Split-Anlagen für IT- und E-Räume oder dezentrale Zonen.

  • Umluftkühler (ULKG) als Deckeneinbau/-anbau.

  • Industrie-Deckenstrahlplatten (4-Leiter-Ausführung, Heizen/Kühlen).

Raumkonditionierungen

  • 26 °C in Küche, Spülküche, Ausgabe, Kantine (bei 32 °C AT, gleitend darüber).

  • 26 °C IT-Räume, konstant bis 34 °C Außentemperatur.

  • Produktion: Temperatur-/Feuchteauslegung nach Raum- und Funktionsprogramm.

  • Keine Kühlung in Büros, Umkleiden, WC-Räumen, Lagern, Fluren etc.

Umluftkühler (ULKG)

  • Deckeneinbau (ULKG-De): Kassettengeräte, vierseitiger Luftauslass, Kondensatpumpe, Filter, Schallpegel < 40 dB(A).

  • Wand-/Deckengeräte (ULKG-Da): Mehrstufig regelbar, Kondensatableitung in SW-Kanal, Ansaugung rückseitig/unten, Ausblasung frontseitig.

  • Wärmetauscher Cu/Al, max. 16 bar / 120 °C, Lamellenabstand 2,5 mm.

  • Ggf. Außenluftbeimischung bei fehlender Raumlüftung.

  • Einbindung in GLT (Betrieb/Störung), Vor-Ort-Bedienung, Motorische Regelventile.

RLT-Wärmeübertrager (Vorkühler/Nachkühler/Zonen)

  • Rohrleitungsanschluss mit Absperrungen (V+R), Volumenstromregler, Bypass (1 % des max. Kältedurchflusses).

  • 3-Wege- oder 2-Wege-Ventile, differenzdruckgeregelte Umwälzpumpen, WMZ, Temperatursensorik.

  • Außenaufstellung: Einbauten in getrennter Verrohrungskammer, voll gedämmt und geschützt.

  • Zonenkühler: Einspritzschaltung, ggf. schnelllaufende Ventile (Stellzeit < 30 s).

Auswahl des Kältemittels

  • GWP-Wert, Umweltverträglichkeit, Zukunftssicherheit (z. B. R32, R454B oder natürliche Kältemittel wie Propan).

Dichtheitsprüfung und Leckageüberwachung

  • Abhängig von der Kältemittelmenge (CO₂-Äquivalent).

  • Eventuell stationäre Leckage-Detektoren in Aufstell- oder Technikräumen.

Behördliche Auflagen

  • Dokumentationspflicht nach ChemKlimaschutzV und BetrSichV.

  • Sachkundiges Personal für Installation, Wartung und Dichtheitskontrollen.

Dämmung und Tauwasserschutz

  • Dämmstärken gemäß DIN 4140, GEG/EnEV, VDI 2055.

  • Material: Geschlossenzellige Dämmungen für Kälte (diffusionsdicht), Verklebungen mit Dampfbremsen.

  • Kondensatbildung vermeiden: Lückenlose Ummantelung von Rohren, Armaturen und Flanschen. Ggf. zusätzlicher Blech- oder PVC-Mantel bei mechanischer Beanspruchung.

Brandschutz

  • Brandabschottungen, Brandschutzklappen, MLAR-konforme Leitungsführungen.

  • Einhaltung länderspezifischer Bauordnungen, ggf. Sonderbauverordnungen.

Schallschutz

  • Maximal zulässige Schalldruckpegel in Arbeitsräumen, Nachbarbereichen etc.

  • Körperschallentkopplung (Pumpen, Kompressoren) über Schwingungsdämpfer, Gummipuffer.

  • Bei Außenaufstellung: TA Lärm beachten, ggf. Einhausungen oder Schallschutzhauben.

Zugänglichkeit und Wartungsflächen

  • Mindestabstände, Revisionsbereiche, Serviceplattformen (Dachaufstellung).

Witterungsschutz

  • Überdachungen, Schutz vor Niederschlag, Laub, Schmutz. Schneelast-/Eislast-Betrachtung.

Rohrleitungsführung im Außenbereich

  • Frostschutz (Begleitheizung) für Kondensatleitungen.

Spül- und Reinigungsverfahren

  • Vor der Inbetriebnahme: Entfernung von Fremdkörpern, Spülung nach DIN/VDI-Vorgaben.

Hydraulischer Abgleich

  • Einregulierung aller Kältekreise (Ventilvoreinstellungen, Pumpenkennlinien).

Prüf- und Abnahmeprotokolle

  • Funktionsprüfungen (Probelauf, Messung von Temperaturen, Leistungen, Drücken).

  • Dokumentation aller Einstellwerte, Übergabe an Betreiber.

As-built-Dokumentation

  • Revisionspläne (Rohrleitungsführung, MSR-Schemata), Betriebs- und Wartungsanleitungen, Anlagenkennzeichnung.

Regelmäßige Wartungsintervalle

  • Festlegung anhand Herstellerangaben, VDI 6022 (bei RLT-Anteilen), F-Gase-Verordnung (Dichtheitsprüfungen).

  • Ggf. Wartungsvertrag mit Sachkundigen (Kälteschein).

Ersatzteilhaltung

  • Vorhaltung wichtiger Verschleißteile (Pumpen, Sensorik, Ventile), besonders bei kritischen Prozessen (Redundanz!).

Bedienerschulungen

  • Einweisung des Betreiberpersonals in Regelung, GLT-Bedienung, Wartungsabläufe.

DDC-Regelung / Automationsschema

  • Freiprogrammierbare DDC-Regler mit Anbindung per BACnet, Modbus o. Ä.

  • Sollwertvorgaben, Zeitprogramme, Alarmmanagement.

Fernüberwachung und -steuerung

  • Störmeldungen, Betriebszustände, Energie- und Verbrauchsdaten auf die GLT aufschalten.

Zähler- und Monitoringkonzept

  • Auslesen von Wärmemengenzählern (Kältezählern), Pumpendaten, Ventilstellungen etc.

  • Speicherung und Visualisierung aller relevanten Betriebsdaten.