2016

Ausgabe 2016

Deckenstrahlplatten als Sanierungsloesung für Hallentemperierung

Gleichmäßige Temperaturverteilung über die gesamte Raumfläche und -höhe mit Deckenstrahlplatten

Gleichmäßige Temperaturverteilung über die gesamte Raumfläche und -höhe mit Deckenstrahlplatten

Es gibt eine ganze Reihe von Gründen, warum sich im Altbestand von Hallenbauten der Austausch des Wärmeverteilsystems lohnt. Zum einen natürlich, wenn das alte System defekt oder zumindest störungsanfällig geworden ist, zum anderen, um grundsätzlich die Energieeffizienz zu steigern. Wenn solch ein Austausch des Wärmeverteilsystems ansteht, bietet der Markt heute eine Alternative, die sich durch ihren einfachen Einbau wie auch eine extrem energieeffiziente Funktionsweise besonders anbietet: Deckenstrahlplatten sind gegenüber anderen Heizlösungen für Hallen ein wartungsfreies und stark Betriebskosten senkendes Temperierungssystem. Überdies können sie meist sogar während weiterlaufender Gebäudenutzung montiert werden.

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Typ 3-Ableiter mit integrierter Sicherung – Separate Vorsicherung nicht erforderlich

Überspannungsschutz – Vorsicherungsfreie Installation

Überspannungsschutz - Vorsicherungsfreie Installation

Endgeräte werden mittels Geräteschutz Typ 3 vor Überspannungsschäden geschützt – dazu muss der Geräteschutz mit einem geeigneten Überstromschutz abgesichert werden. Weil bei den neuen Typ 3-Ableitern aus der Produktfamilie SEC von Phoenix Contact dieser Schutz bereits integriert ist, kann auf eine separate Vorsicherung verzichtet werden. So wird 50% Platz auf der Tragschiene eingespart. Zahlreiche Funktionen der Sicherheitstechnik sind heute hochautomatisiert. Zahlreiche Endgeräte sowie deren Steuerungen werden über ein Netzteil versorgt – meist mit einer Gleichspannung von 24 V. Eine Schädigung des Netzteils ist gleichbedeutend mit dem Ausfall aller angeschlossenen Endgeräte und zieht kostspielige Wartungsarbeiten nach sich. Häufiger Grund für den Ausfall sind Schäden am Netzteil, die durch transiente Überspannungen verursacht werden. Ein Typ 3-Überspannungsschutzbaustein – wie etwa der Plugtrab SEC von Phoenix Contact – verhindert, dass zerstörerische Stoßströme durch das Netzteil fließen, indem sie die anliegende Spannung auf einen maximalen, verträglichen Wert begrenzen. Dadurch erhöht sich die Verfügbarkeit aller am Netzteil angeschlossenen Anwendungen.

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Remote Powering

Nächste Generation Power over Ethernet

Nächste Generation Power over Ethernet

Netzwerke in Unternehmen wachsen weiter, werden vielseitiger und komplexer. Wireless Access Points (WAPs), Sicherheitsnetzwerkkameras, Gebäudeautomation und Leitsysteme sowie Voice-over-IP-Telefone (VoIP) sind jetzt wichtige Netzwerk-Bestandteile. Umso mehr Netzwerkgeräte hinzugefügt werden, desto mehr muss die Verkabelungsinfrastruktur auf dieses Wachstum ausgelegt sein. Dabei wird die Option der Fernversorgung der Endgeräte immer attraktiver. In den letzten zehn Jahren hat sich Power over Ethernet (PoE) als die Schlüsseltechnologie etabliert, die den Netzwerkverantwortlichen, Installateuren und Systemintegratoren, die integrierte Versorgung von Endgeräten mit Energie und Daten über die strukturierte Verkabelung ermöglicht. Der seit 2003 in IEEE 802.3af geschaffene erste PoE-Standard war bereits für die Versorgung von Endgeräten mit bis zu 12,95 Watt ausgelegt.

 

Der schnell wachsende Bedarf an PoE-Anwendungen mit höherer Leistung schaffte die Notwendigkeit, diese Standards zu erneuern. In 2009 wurde der PoE Plus (PoE+) Standard IEEE 802.3at mit bis zu 25,5 Watt Leistung am Endgerät verabschiedet. Seither wächst der Bedarf der Industrie an der Fernversorgung mit noch höheren Leistungen stetig. Der aktuell neue Standard IEEE 802.3bt trägt dem Rechnung und versorgt nun Endgeräte mit bis zu 90 Watt. Wie zu erwarten, bieten die Hersteller von Endgeräten und PoE-Versorgungseinheiten bereits nicht standardisierte Lösungen, die noch deutlich mehr Leistung (bis zu 100 Watt) liefern.

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Reduzierung der Rücklauftemperatur

Grenzen für die Versorgung mit Fernwärme

Grenzen für die Versorgung mit Fernwärme

Damit moderne Wärmequellen, wie z.B. Brennwertkessel, möglichst effektiv arbeiten, ist es erforderlich, dass das Heizmedium von den Wärmebedarfsstellen, wie Heizkreisen oder Trinkwassererwärmungssystemen, möglichst stark abgekühlt wird. Noch wichtiger wird eine hohe Auskühlung des Wassers im Heizkreis in Bezug auf die Wärmeverteilung. Je stärker das Wasser von der Wärmebedarfsstelle abgekühlt wird, desto weniger umlaufende Wassermenge ist zum Übertragen einer bestimmten Leistung erforderlich. Zusätzlich reduziert eine niedrige Temperaturdifferenz zur Umgebung die Verteilverluste wesentlich. Je weiter ein Verteilnetz verzweigt ist, desto stärker macht sich jedes Grad bemerkbar, um welches das Heizwasser stärker abgekühlt wird. Aus den o.g. Gründen kann durch Senkung der Heizwasserrücklauftemperatur die Effizienz von Fernheiznetzen enorm gesteigert werden, da eine wesentlich geringere Pumpleistung zum Wärmetransport ausreicht und die Verteilverluste an die Umgebung stark reduziert werden. Mit modernen Flächenheizungen, wie z.B. einer Fußbodenheizung, werden sehr leicht Rücklauftemperaturen unter 40°C erreicht. Auch bei der Trinkwassererwärmung von 10°C auf 60°C ist eine Auskühlung des Heizmediums auf eine Temperatur unter 30°C nichts besonderes mehr, so dass fernwärmenetzseitige Rücklauftemperaturen unter 40°C realistisch erreicht werden können.

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Auslegung von Verdampfern und Verflüssigern

Für Kältemittel Gemische mit hohem Temperaturgleit

Für Kältemittel Gemische mit hohem Teperaturgleit

Die novellierte F-Gase-Verordnung (EU 517/2014) ist seit Anfang 2016 in Kraft. Das Ziel dieser Verordnung ist es, den Klimawandel zu verlangsamen, indem die durch F-Gase, und hierzu zählen alle synthetischen Kältemittel, verursachten CO2-Emissionen bis zum Jahr 2031 drastisch reduziert werden sollen. Die Reduzierung des gesamten CO2-Äquivalentes innerhalb der EU, das sogenannte “Phase-Down-Szenario”, stellt eine große Herausforderung für die Kälte- und Klimabranche dar.
Um die sehr ehrgeizigen Ziele zu erreichen, müsste das durchschnittliche GWP aller verwendeten Kältemittel von derzeit ca. 2.200 bis 2.300 auf unter 500 fallen. An dieser Stelle wird klar, weshalb es bereits heute von größter Wichtigkeit ist, Kältemittel mit einem möglichst niedrigen GWP einzusetzen. Hierfür bieten sich neben den natürlichen Alternativen CO2, NH3 und Propan auch synthetische Kältemittel(-Gemische) an. Diese sogenannten low GWP-Kältemittel(-Gemische) weisen jedoch teils sehr hohe Temperaturgleits von bis zu 8 K auf.
Temperaturgleits treten generell bei allen Kältemitteln der 400er-Reihe auf, also auch bei R-404A. Hier ist das Gleit jedoch so gering, dass es in der Praxis bisher unberücksichtigt bleiben konnte. R-404A wurde also bei der Auslegung der Komponenten wie ein quasi azeotropes Gemisch oder ein Reinstoff betrachtet. Mit den hohen Temperaturgleits der neuen Gemische, hier sind beispielhaft zu nennen: R-407F, R-448A, R-449A und R-452A, stellt sich natürlich auch die Frage, welchen Einfluss diese Kältemittel bei der Auswahl von Verdampfern und Verflüssigern haben.
Dieser Thematik widmet sich der hier vorliegende Fachartikel. Er soll Planern, Anlagenbauern und Praktikern die Auswirkungen des Temperaturgleits auf die Wärmeübertrager in möglichst anschaulicher Art und Weise näherbringen und beschränkt sich daher auf die hierfür notwendigen Aspekte. Herleitungen oder Erklärungen aus der Theorie werden deshalb nur dort angeführt, wo sie für das Verständnis zwingend notwendig erscheinen.

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