Modernes Wärmekonzept für Nichtwohngebäude
Ob Logistikzentren, Produktionshallen oder Flugzeughangars – die Industrieflächenheizung ist aus Gebäuden nicht mehr wegzudenken. Das System kann überall dort zum Einsatz kommen, wo große Flächen dauerhaft beheizt bzw. temperiert werden müssen. Dieser Beitrag zeigt dabei die Potentiale von Komponenten auf, die sich im Wohnungsbau bewährt haben und nun nach und nach im Bereich der Nichtwohngebäude Anwendung finden.
Die Industrieflächenheizung wird meist mit hohen Investitionskosten in Verbindung gebracht. Eine ungültige Pauschalisierung, denn die jeweiligen Errichtungskosten sollten von Objekt zu Objekt gründlich neu betrachtet werden. Bei Installation einer Industrieflächenheizung und korrekter Handhabung sind ein betriebskostenschonendes Konzept und ein hoher Temperaturkomfort nur einige Vorteile dieser Beheizung.
Die heizungstechnische Vergangenheit der Industrieflächenheizung in großen industriell oder gewerblich genutzten Hallen beruhte zumeist auf der Kombination von Fernwärme und Warmluftgebläsen. Diese Systeme erfüllten zwar ihren Zweck, waren aber meist unrentabel. Diese Technik bringt zwei große Verlustquellen mit sich:
Zum einen der thermische Aspekt – Wärme steigt nach oben. Alle Heizgeräte werden bzw. wurden an der Hallendecke montiert. Mit dieser Variante wird ein Wärmepolster unter dem Hallendach geschaffen und somit ein hoher kontinuierlicher Transmissionswärmeverlust über die ungedämmte Hallendecke. Über die "energetische Korrektheit" hat man sich damals eben keine großen Gedanken gemacht.
Der zweite negative Aspekt für den Betreiber ist finanzieller Natur: Der Kunde bezahlt in der Regel für die zu viel gelieferte Wärmemenge, von der ein Großteil ungenutzt "verpufft".
Ein großer Vorteil der Industrieflächenheizung ist hier, dass sie im Niedertemperaturbereich gefahren wird. Im Zeitalter der Globalisierung und dem damit einhergehenden Wettbewerb wird jeder Betreiber vor die Frage gestellt: Mit welcher maximalen Wirtschaftlichkeit lässt sich das Gebäude betreiben? Spätestens jetzt wird die Industrieflächenheizung interessant.
Durch das Niedertemperaturkonzept werden Verluste im Bereich der Wärmeerzeugung, -verteilung und -übergabe minimiert. Ein Beispiel für dieses einfache Prinzip: Ein normaler Heizkörper soll mit niedrigeren Temperaturen betrieben werden. Um trotzdem die gleiche Wärmeleistung wie mit einer hohen Vorlauftemperatur zu erzielen, muss die Fläche des Heizkörpers entsprechend vergrößert werden.
Was eignet sich dann also besser als "Heizkörper" als der Hallenboden?
Weitergedacht lässt sich sogar Wärme aus Produktionsprozessen (z.B. Abwärme von Kühlanlagen und Maschinen) gewinnen und in das System der Industrieflächenheizung einbinden. Auch der Einsatz von reversiblen Wärmepumpen zum Beheizen oder Kühlen der Flächen ist möglich.
Bei der Planung geht man heutzutage in der Regel von einer Heizlast < 45 W/m² aus. Dieser Wert in Verbindung mit der guten Wärmeübertragung des Betons bietet optimale Randbedingungen beispielsweise beim Einsatz der Geothermie. Bei diesem bauphysikalischen Hallenstandard eignet sich eine mittlere Vorlauftemperatur von etwa 35 °C – wodurch der Einsatz der Wärmepumpe erst effizient wird. Bei Verwendung von Deckenstrahlern oder Lufterhitzern kann man diese regenerative Variante nicht realisieren.
Ein weiterer Vorteil des Systems "Industrieflächenheizung" ist das entstehende "angenehme" Arbeitsklima: Kein Arbeitnehmer möchte den ganzen Tag im Zug eines Gebläses stehen oder Temperaturdifferenzen von mehreren Kelvin, zwischen Kopf und Fuß, ertragen. Diese Grenzen sind aber gemäß der Arbeitsstättenverordnung grundsätzlich bei einer Planung mit einzubeziehen. Fakt ist, dass die Behaglichkeit am Arbeitsplatz durch die Flächentemperierung eine ganz neue Qualitätsstufe erreichen kann, denn die Wärmeabstrahlung ist kaum spürbar und die damit verbundene Staubaufwirbelung wird verhindert.
Für die spätere Ausnutzung der Stell- und Arbeitsflächen hat die Industrieflächenheizung ebenfalls einen positiven Effekt. Der Hallenboden kann frei genutzt werden. Es werden keine wichtigen Stellflächen in Anspruch genommen und es kommt auch zu keiner Arbeitsplatz-"Verschattung" (in Bezug auf die Wärmeübergabe) durch Regale oder andere Einbauten.
Auf die Deckenstatik braucht kein besonderes Augenmerk gelegt werden, müssen bei der Planung doch keine schweren Zusatzgeräte einkalkuliert werden.
Die Wartungskosten gegenüber klassischen Heizflächen und Kanälen werden zudem um ein Vielfaches gesenkt: Lästiges Entstauben von Deckenstrahlplatten, das Anstreichen von Heizkörpern oder Reinigen von Gebläsen entfallen somit komplett.
Im Sommer kann dieses System, wie erwähnt, auch im entgegengesetzten Prinzip genutzt werden. Wird kaltes Wasser durch die verlegten Rohrschlaufen geleitet, kann ein kontinuierlicher Abtransport von Wärmelasten (z.B. bei hohen Außentemperaturen oder durch Produktionswärme) stattfinden und ein behagliches Arbeitsklima entstehen. Betriebskostenintensive Klimaanlagen können eingespart werden.
Oft werden bei der Installation von Industrieflächenheizungen die Zuleitungen zu groß dimensioniert. Die Reduzierung der Durchflüsse zieht hierbei eine Materialeinsparung nach sich. Jeder Industrieverteiler der strawa Wärmetechnik könnte z.B. so mit einer Mischerregelgruppe kombiniert werden, welche außentemperaturgeführt angesteuert wird. Der Verteiler läuft in seinem eigenen Kreis und bekommt nur bei Bedarf benötigtes Heizungswasser eingespritzt.
Ein weiterer wichtiger Aspekt ist der hydraulische Abgleich der Hallenheizflächen, um zu vermeiden, dass die ersten Verteiler im System die anderen hydraulisch abschneiden. Eine Variante wäre, einen Volumenstrombegrenzer in den Primäranschluss vor jeden Verteiler zu installieren, welcher genau auf den berechneten Volumenstrom des Verteilers ausgelegt ist. Optimal ist es, wenn bei unterschiedlichen Druckverhältnissen der Volumenstrom konstant gehalten wird. Je nach Verteilertyp kann dies auch für jeden einzelnen Heizkreis vorgenommen werden.
Die strawa Industrie- und Soleverteiler gibt es – je nach Anwendungsbereich – in den vielfältigsten Ausführungen und mit verschiedensten Reguliermöglichkeiten. Einen direkten Anschluss an die Rohrleitungen ermöglicht das Modell mit integrierten Klemmringverschraubungen.
Andere Varianten können mit integrierten Durchflussmengenanzeigern oder verbauten Regulierventilen realisiert werden, womit das genaue Einstellen der einzelnen Volumenströme von Kreis zu Kreis vorgenommen werden kann.
Falls eine externe Regelung einzelner Kreise am Verteiler durchgeführt werden soll, gibt es die Variante mit integrierten Durchflussmengenanzeigern und Thermostatventileinsätzen.
Dieses Prinzip ist identisch mit dem bewährten strawa-Fußbodenheizungssystem im Wohnungsbau. Jeder Kreis lässt sich hier hydraulisch abgleichen und Stellantriebe können montiert werden. Diese lassen eine externe Regulierung der Heizkreise über verbaute Raumthermostate zu.
Erhältlich sind diese Verteiler in allen gewünschten Längen. Der Stutzenabstand beträgt prinzipiell 80 mm und es gibt keine Begrenzung der Anzahl an Heizkreisen. Sonderanfertigungen nach speziellen Kundenwünschen sind dabei kein Problem.
Weiterführende Informationen: http://www.strawa.com/
Mittwoch, 21.12.2016