Bei der Errichtung des Bürogebäudes 1991 wurde die Heizzentrale im fünften Obergeschoss installiert. Nach einer Modernisierung in 2001 stand nun im Zuge einer umfassenden Sanierung auch der Austausch der Wärmeerzeuger an. Bei der Vorbereitung wurde klar, dass einige Aspekte den Wechsel besonders beeinflussen würden. Erstens sollte die Wärmeverteilung, ausgehend von der hydraulischen Weiche bis in die Büroetagen, beibehalten werden. Das heißt, die Leitungen und Flachheizkörper blieben unangetastet. Zweitens war die Demontage und Einbringung neuer Wärmeerzeuger zu bedenken. Der Heizraum von etwa 17 x 7 m musste nicht nur die komplette Anlage aufnehmen, auch Teile der Lüftungsanlage befinden sich dort. Drittens spielt die Gebäudehöhe eine Rolle, denn durch die Anordnung im fünften Obergeschoss fällt der natürliche Druck weg, der bei einer Installation im Keller vorhanden wäre.
Vor diesem Hintergrund konzipierte Denis Mastelic, Geschäftsführer der Deibel GmbH, eine Anlage, die wirtschaftlich und sicher funktioniert. Drei Viessmann-Standkessel mit jeweils 400 kW Nennwärmeleistung ersetzten den Altbestand mit der gleichen Leistung. Diese Dimensionierung wurde vom Bauherrn gewünscht, um die rund 15 000 m2 Bürofläche zu beheizen. Dabei enthielt das Angebot von vornherein die Montage von Schlammabscheidern und Vakuumentgasung mit Spirotech-Produkten. Dieser Ansatz wird bei der Deibel GmbH konsequent umgesetzt, denn die Erfahrungen aus zahlreichen Objekten unterschiedlicher Größe zeigen, dass solche Komponenten langfristig einen besseren, sicheren Betrieb ermöglichen.
Insbesondere bei der Mischung von älteren und neuen Anlagenteilen ist zu erwarten, dass Ablagerungen aus dem Altbestand – auch nach der normgerechten Befüllung der Heizung – auftreten und wieder im System verteilt werden. Die magnetischen und nichtmagnetischen Partikel können dann zu Problemen führen, etwa an Ventilen, Pumpen oder bei der Wärmeübertragung. Ebenso verhält es sich mit Luft im System, auch sie stört den erwünschten effizienten Betrieb.
Demontage und Montage erfolgten über Dach
Ein nicht zu unterschätzender Teil der Planung bildete die Frage nach dem Transport der alten und neuen Wärmeerzeuger. Da die Abwicklung nicht innerhalb des Gebäudes erfolgen konnte, wurde schon im Angebot festgelegt, einen Autokran einzusetzen. Dieser hatte die Höhe von 27 m zu überwinden. Das Fahrzeug konnte trotz der engen Bebauung direkt neben das Gebäude platziert werden. Mit viel Fingerspitzengefühl wurden die Teile der alten Kessel über eine Lichtkuppel herausgehoben und die neuen eingebracht. Dabei mussten die Wärmeerzeuger jeweils an ihren Aufstellplatz bewegt werden, einem Betonfundament im Heizraum, ehe das nächste Gerät Platz im Technikraum hatte.
Das gesamte Gewerk Heizung war vorab mit 24 Werktagen veranschlagt worden. Diese Einschätzung erwies sich als knapp, aber machbar. Grundsätzlich sollte die Installation in der Dachzentrale aus Sicherheitsgründen ohne Schweißarbeiten umgesetzt werden. Dies gelang auch bei den Spirotech-Komponenten problemlos: Sie lassen sich per Schraubverbindung bzw. Flansch einbauen.
Installation der Schlammabscheider
Durch den Einsatz von Schlammabscheidern wird sichergestellt, dass Partikel bis zur Größe von 5 µm aus dem Anlagenwasser herausgezogen werden. Die Überlegung, einen einzigen größeren Spirotrap Magnet aus Stahl in den zentralen Rücklauf einzubinden, wurde aus Platzgründen verworfen. Stattdessen schlug der Installateur vor, die kompakten Spirotrap MBL in die acht Rücklaufheizkreise einzubauen. Dazu musste nur ein Stück Rohr abgeschnitten und die Abscheider eingebaut werden. Aufgrund des drehbaren Anschlusses sei das in jeder Lage möglich. Die Abscheider wurden in zwei Größen mit den passenden Dämmschalen eingesetzt, in 1 ¼ und 2 Zoll. Als Eckdaten werden ein Betriebsdruck von höchstens 10 bar und eine Temperatur von maximal 110 °C angegeben. Als maximaler Durchfluss werden entsprechend den eingesetzten Größen 3,6 und 7,5 m3/h genannt.
Für das Entleeren des Abscheiders selbst sind nur wenige Handgriffe erforderlich: Die Magnetmanschette wird entfernt und das Entleerungsventil geöffnet. Der Systemdruck spült die magnetischen und nichtmagnetischen Partikel rasch nach außen, etwa in einen Eimer. Das Ventil wird geschlossen und die Manschette wieder angebracht. Der Vorgang ist in wenigen Minuten erledigt.
Ein SpiroTrap MB3, die kleinere Variante des MBL, wurde direkt von der hydraulischen Weiche ausgehend in den Vorlauf des Vakuumentgasers installiert. Damit soll verhindert werden, dass Schmutzpartikel den Betrieb des Geräts stören. Auch hier war die einfache Montage von Vorteil. Die Gehäuse der Schlammabscheider sind aus robustem und widerstandsfähigem Messing gefertigt. Daher gewährt der Hersteller eine Garantie von 20 Jahren.
Luftabscheider läuft nur bei tatsächlichem Bedarf
Zur Entlüftung und Entgasung wurde ein Vakuumentgaser Spirovent Superior S6A eingebaut. Er ist direkt mit dem Verteiler verbunden. Durch seine flexiblen Anschlussmöglichkeiten fand er seinen Platz in einer Ecke des Heizraums. Die Inbetriebnahme war in kurzer Zeit mit Hilfe eines Spirotech-Fachmanns geschafft. Nach dem Start zieht der Entgaser einen Teil der Flüssigkeit ab und versetzt sie in einem integrierten Behälter in Unterdruck (Vakuum). Dies geschieht durch das Schließen eines Magnetventils. Hier wird ein Wert von 0,2 bar erreicht. Die enthaltene Luft tritt als Gas aus und wird über den integrierten Großentlüfter abgeschieden. Die entgaste Flüssigkeit wird dem Kreislauf anschließend wieder zugeführt.
Werden beim Entgasungsprozess entsprechende Luftmengen freigesetzt, so erhält das Gerät einen Impuls. Bleibt dieser 10 min lang aus, ist kein Entgasungsbedarf mehr vorhanden. Nach voreingestellten Zeiten prüft das Gerät erneut, ob sich der Gasgehalt des Füllwassers erhöht hat. Wenn dies so ist, beginnt der Prozess von vorn, wenn nicht, bleibt das Gerät bis zum nächsten Startimpuls auf Standby. Durch die Löslichkeit von Luft in Wasser können mit diesem Verfahren auch eingeschlossene Gasblasen nach und nach beseitigt werden. Außerdem trägt die kontrollierte Laufzeit zu einem niedrigen Energieverbrauch und einem geringeren Verschleiß bei.
In dem Bürogebäude war zu erwarten, dass der Spirovent Superior zunächst häufig in Betrieb ist. Durch die Neubefüllung der Anlage befand sich trotz des schon erfolgten manuellen Entlüftens noch relativ viel Luft im System. Am Display lässt sich jederzeit ablesen, wie viele Stunden das Gerät bisher in Betrieb war.
Einbindung in die Gebäudeleittechnik
Die Regelung der Heizungsanlage sowie der weiteren Haustechnik liegt in den Händen des Unternehmens HGI Heger Gebäudeautomation Ingenieur GmbH. Die Kessel sind nacheinander geschaltet und lassen sich ebenso wie Lüftung und Klimaanlage aus der Ferne kontrollieren. Der Vakuumentgaser sollte ebenfalls in die GLT eingebunden werden.
Für die Wartung der Heizungsanlage wird die Deibel GmbH einen Wartungsvertrag anbieten. Dann wird in regelmäßigem Turnus auch die Funktion der installierten Spirotech-Komponenten geprüft und die Schlammentfernung aus den Abscheidern kann im Zuge einer Wartung erfolgen.
Wenn die Sanierung in den Büroräumen abgeschlossen ist, kann auf eine gut funktionierende Heizungsanlage zurückgegriffen werden. Die Schlammabscheider und die Vakuumentgasung unterstützen den reibungslosen Betrieb.
Bautafel
Objekt: Bürogebäude in Darmstadt, Baujahr 1991, Modernisierung 2015
SHK Planung und Ausführung: Deibel Gas, Wasser und Heizungs-bau GmbH, 63150 Heusenstamm, www.deibelgmbh.de
GLT: HGI Heger Gebäudeautomation Ingenieurgesellschaft mbH, 48477 Hörstel, www.hgi.de
Heizwasserbehandlung: 1 Schlammabscheider Spirotrap MB3, 8 Schlammabscheider Spirotrap MBL und 1 Spirovent Superior S6A. Alle genannten Komponenten von der Spirotech BV-Niederlassung, 40219 Düsseldorf, www.spirotech.com
Info
Heizung besser ohne Luft
In wasserführenden Heiz- und Kühlanlagen tritt Luft abhängig von Temperatur und Druck in drei Arten auf: als große Luftblase, als Mikroblase und in gelöster Form. Sie wird z. B. durch das Auffüllen nach einer Entlüftung oder durch feine Undichtigkeiten an Armaturen oder Verschraubungen bzw. Verpressungen eingebracht. Auch die Installation selbst – etwa nicht angepasste MAG – beeinflussen die Luftmenge im System. An Pumpen kann die Luft womöglich zu Schäden führen, indem sie die Kavitation begünstigt.
Ebenso gravierend sind die Folgen des in der Luft enthaltenen Sauerstoffs: Er fördert die Korrosion und die Schlammbildung, was wiederum verstopfte Durchgänge in Prozessanlagen oder Zirkulationsstörungen hervorrufen kann. Daher legt die VDI 2035 für Sauerstoff in Heizungen einen Grenzwert fest. Auch der im Wasser vorhandene Stickstoff, der sich als reaktionsträges Element anreichert, kann zu hydraulischen Problemen führen. Materialvielfalt erschwert eine Einstellung des Füllwassers zusätzlich: Sind Stahl, Kupfer und Aluminium in einem System verbaut, soll der pH-Wert zwischen 8,2 und 8,5 liegen. Nur in diesem engen Fenster sind die Werkstoffe vor Korrosion geschützt.
Bei diesem Sanierungsprojekt wurden aus Platzgründen die einzelnen Stränge mit Schlammabscheidern ausgerüstet. Passende Dämmschalen machen den Abschluss der Montage einfach.
Der Technikraum ist im fünften Obergeschoss des Gebäudes. Die Demontage über das Dach per Autokran war deshalb die einfachste Lösung.
Hier verlassen gerade ein paar alte Kesselglieder das Gebäude am Haken. Der Höhenunterschied, den der Autokran überwinden musste, beträgt 27 m.
Noch schwieriger ist natürlich die Einbringung der neuen Anlagenbestandteile in den Technikraum. Die Deckenöffnung bildete hier das Nadelöhr.
Der Vakuumabscheider Spirovent Superior S6A passte gerade noch in die Ecke. Links davon ist die Zuleitung mit dem kleinen Magnetabscheider und rechts die Füllstation.
Der Abscheider ohne Abdeckung: Das Gerät bewältigt bis zu 300 m 3 Systeminhalt und entgast maximal 1000 l/h.
Nach getaner Arbeit (v.l.): Torsten Schrodt, Geschäftsführer Denis Mastelic, Etem Acil – alle drei von Deibel – und Christian Görtz von Spirotech.
