Bedarfsgerechte Wärmeverschiebung

Drogeriemärkte und Ladengeschäfte möchten ein angenehmes Umfeld schaffen, um ihr Angebot optimal präsentieren und erfolgreich um die Kunden werben zu können. Dazu gehört ein behagliches Raumklima ebenso wie sozial und ökologisch verantwortliches Handeln in den eigenen Märkten. Um den Energieverbrauch in den über 140 Filialen spürbar zu senken und deutlich zur CO₂-Reduzierung beizutragen, hat die norddeutsche Drogeriemarktkette Budnikowsky damit begonnen, alle Ladengeschäfte nach und nach mit energieeffizienter Klimatechnik auszustatten.

Die Iwan Budnikowsky GmbH & Co. KG betreibt weit über 140 Geschäfte in Norddeutschland mit steigender Tendenz. Eines davon befindet sich in Henstedt-Ulzburg nördlich von Hamburg. Es wurde vor kurzem renoviert und vollständig neu im hellen und freundlichen Shop-Konzept eingerichtet. Neben der übersichtlichen Sortimentsführung und einer angenehmen, harmonischen Farbgestaltung wurde in diesem Drogeriemarkt auch ein modernes Klimakonzept umgesetzt.

Hochwertige Produkte ansprechend präsentieren

Vor dem Hintergrund ökologische Verantwortung und sozial verträgliches Handeln im eigenen Unternehmen vollständig zu integrieren, hat es sich das seit 1912 bestehende Unternehmen zur Aufgabe gemacht, diese Geschäftsstrategie nicht nur auf die Sortimentsauswahl sondern auch auf die technische Ausstattung der neuen Filialen anzuwenden.In erster Linie betrifft dies die Energieversorgung der einzelnen Drogeriemärkte, denn hier lassen sich die höchsten Energieeinsparungen erzielen.

In der Regel kommen hier Klima- und/oder Kühl- und natürlich Heizungsanlagen zum Einsatz. Damit sollen zum einen die angebotenen Produkte entsprechend temperiert werden. Besonders deutlich wird dies im Bereich der Kosmetikartikel. Cremes und Lippenstifte müssen auf einem gleich bleibend niedrigen Temperaturniveau gehalten werden, damit sie ihre Qualität und ihre Produkteigenschaften behalten. Dies gilt natürlich auch für alle anderen temperaturempfindlichen Artikel. Zum anderen soll den Kunden ein angenehmes und behagliches Klima bei seinem Einkauf begleiten.

In Zusammenarbeit mit der Kühlanlagenbau Nord GmbH, einer Tochter der Dresdner Kühlanlagenbau GmbH, werden die Drogeriemärkte des norddeutschen Filialisten deshalb mit modernen und intelligenten Klima- und Heizsystemen ausgestattet. Bereits bestehende Filialen werden bei passender Gelegenheit umgerüstet. In dem neu gestalteten Ladengeschäft, das eine Fläche von rund 600 m² aufweist, wurden zwei Luft-/Luft-Wärmepumpen aufgestellt, die zusammen insgesamt 50 kW Kälteleistung erzeugen können. Die Heizleistung liegt bei diesen Gerätetypen etwas darüber, in diesem Fall erzeugen die Wärmepumpen bei Bedarf bis zu 56 kW Heizleistung.

VRF-Außengeräte stehen
im Gebäude

Wer um das eingeschossige Gebäude herumgeht, wird schnell feststellen, dass es zu drei Seiten an Wohngebiete grenzt. Um die Anwohner vor unnötiger optischer und akustischer Beeinträchtigung zu schützen, wurden die Außengeräte im Gebäude in einem Technikraum hinter dem Warenlager aufgestellt. Dort werden sie über ein Kanalsystem mit Außenluft versorgt. Dieses Kanalsystem ist eine Spezialanfertigung des ausführenden Fachbetriebes und sorgt sowohl auf der Ein- wie auf der Auslassseite mit seinen Schalldämmkaskaden dafür, die Lärmschutzbestimmungen einzuhalten. Bei den beiden Außeneinheiten aus der „City Multi“-Serie des Herstellers Mitsubishi Electric (www.mitsubishi-les.de) handelt es sich um VRF-Geräte, die mit einem variablen Kältemittelstrom arbeiten und sowohl zum Heizen als auch zum Kühlen entwickelt wurden. Dieses Wärmepumpensystem ist in der Lage 75 % der benötigten Wärmeenergie im Heizbetrieb der Außenluft zu entziehen und diese dann den Innengeräten zuzuführen. Im Kühlbetrieb arbeiten die Geräte wie klassische Kälteaggregate, im Heizbetrieb dienen sie dann als Wärmepumpe. Da die erforderlichen Heizlasten dieses Ladengeschäfts mit der installierten VRF-Anlage bis zu Temperaturen von minus 25 °C gedeckt werden können, wird die VRF-Anlage hier als monovalente Anlage betrieben. Alle Anlagenkomponenten der „City Multi“-Serie sind auf höchste Effizienz ausgelegt, die im Zusammenspiel mit dem Kältemittel R410A beste COP-Werte (Coefficient Of Performance) erzielen.

Darüber hinaus hat sich seit einigen Jahren die DC-Inverter-Regelung zur Leistungsregelung von VRF-Systemen durchgesetzt. Sie ermöglicht eine modulierende, d. h. stufenlose Leistungsanpassung an den aktuellen Bedarf der Innengeräte. Durch die Voll-Inverter-Technologie weisen sie zudem sehr geringe Anlaufströme beim Einschalten des Standard-Verdichters aus. Ein weiterer Vorteil der VRF-Systeme ist, dass bei Direktverdampfungssystemen die Leitungsquerschnitte der Kältemittel führenden Rohre sehr gering gewählt werden können. Das führt dazu, dass bei einer Nachrüstung der Montageaufwand einfach und zügig zu bewältigen ist. Ein komplettes Lüftungssystem und eine kaltwassergestützte Klimatisierung würden sich hingegen nachteilig auf den Montageaufwand auswirken.

Temperaturverschiebung spart Energie

„Aufgrund der recht unterschiedlichen Temperaturanforderungen innerhalb des Ladengeschäftes, gibt es Bereiche, in denen Wärmelasten abzuführen sind, während in anderen Zonen durchaus Wärmebedarf herrschen kann. Beispielsweise entstehen in den Bereichen Theke und Kosmetik dauerhaft sehr hohe Wärmelasten. Das hängt zu einem Großteil mit der starken Beleuchtung in diesen Verkaufszonen zusammen“, erklärt Projektleiter Dipl.-Ing. Maik Spreer, von der Kühlanlagen Nord GmbH, dem ausführenden Fachunternehmen.

Der besondere Clou bei diesem Anlagenkonzept ist, dass alle Geräte über einen Kältemittelverteiler miteinander verbunden sind, wodurch jedes Gerät nach Bedarf zu jeder Zeit in der Lage ist, unabhängig voneinander zu heizen oder zu kühlen. Im Gegensatz zu den branchenüblichen 3-Leitersystemen bietet Mitsubishi Electric mit der „R2“-Serie 2-Leitersysteme an, um eine effiziente Wärmeverteilung zu ermöglichen. Durch den Wegfall eines dritten Leitungsstranges zu jedem einzelnen Gerät verringert sich nicht nur der Materialaufwand, sondern auch die Montage wird dadurch vereinfacht und die Investitionskosten werden gesenkt.

„Bis zu 50 % Energieeinsparung können durch das System der Wärmerückgewinnung erzielt werden, wenn die im Kühlbetrieb aufgenommene Wärmeenergie für den parallelen Heizbetrieb genutzt wird“, erklärt Dipl.-Ing. Maik Buse, Gebietsleiter Nord von Mitsubishi Electric LES. Das eingesetzte System kühlt und heizt gleichzeitig, indem die Abwärme aus klimatisierten Bereichen zum Heizen innerhalb des Gebäudes verschoben wird. Dank dieser Wärmerückgewinnung konnte hier die konventionelle Heizung eingespart bzw. stillgelegt werden.

Zugluftfreie Luftumwälzung erhöht die Behaglichkeit

Zur Klimatisierung des Ladengeschäftes wurden insgesamt neun Innengeräte installiert. Im Lagerraum, in dem sich auch der Kältemittelverteiler (BC-Controller) befindet, übernimmt ein Deckengerät die Kühlung der Lagerware und sorgt für die lang anhaltende Qualität der Produkte. Der Personalraum sowie ein Büro werden von 4-Wege-Deckenkassetten klimatisiert. Im Eingangsbereich wird im überwiegenden Teil des Jahres zusätzliche Wärme benötigt, um den Türluftschleier zu bedienen.

Die Aufgabe des Türluftschleiers ist es, die Raumluft im Verkaufsraum und die Außenluft bei geöffneter Tür zu trennen, damit die Wärmeenergie nicht nach draußen gelangen kann. Daher bleibt über einen beheizten Luftvorhang der Verkaufsraum angenehm warm und kühlt nicht aus. Lediglich bei hohen Temperaturen befindet sich dieser nicht im Heizbetrieb, sondern wird im Umluftbetrieb gefahren. Dadurch wird verhindert, dass während der Sommermonate warme Außenluft in das gekühlte Gebäude eindringen kann.

Der ca. 600 m² große Verkaufsraum wird seit der Renovierung mit sechs 2-Wege-Deckenkassetten ganzjährig zugluftfrei und individuell temperiert. Die 2-Wege-Kassetten wurden gewählt, da sie einen speziellen Luftauslass mit Coanda-Effekt haben, d. h. die ausströmende Luft bewegt sich zunächst unter der Decke und sinkt dann erst langsam zu Boden. Dadurch verteilt sich zum einen die temperierte Luft gleichmäßiger im Raum und zum anderen nehmen Personen keinerlei Zuglufterscheinungen wahr. „Dabei wurde in dieser Filiale wie auch bereits in einigen anderen Budnikowsky-Geschäften eine größere Anzahl an Geräten eingebaut, um die gleiche Kälteleistung bei geringerer Luftumwälzung zu realisieren“, so Spreer. Im vorderen Bereich wurde auf zusätzliche Geräte verzichtet, weil dort das gleichmäßige Temperaturniveau ohnehin gewährleistet ist.

Um den energieeffizienten Betrieb der Klimaanlage zu gewährleisten, haben alle Geräte eine eigene Temperaturregelung, über die sie individuell steuerbar sind. Natürlich sind hier einige Bereiche zu Klimazonen zusammengefasst, denen dann ein Soll-Wert vorgegeben ist. Der Sollwert ist im Verkaufsraum bei 19 °C eingestellt. Wenn dieses Temperaturniveau in einem Bereich erreicht ist, schaltet das Gerät automatisch aus, während die anderen noch weiterlaufen.

„Hier wurde für jedes Gerät eine normale Fernbedienung installiert. Bei der nächsten Shop-Generation ist schon vorgesehen eine Zentralfernbedienung zu installieren, die auch von außerhalb bedient werden kann und im Notfall per E-Mail eine Störmeldung sendet. Darüber kann dann natürlich auch der Stromverbrauch extern abgelesen werden. Das hat für den Kunden stets insofern einen gewissen Mehrwert, als dass sich die geringfügig höheren Investitionskosten schnell über Geräte- und Betriebsoptimierungen amortisieren lassen“, so Buse.

Die Drogeriemarktkette Iwan Budnikowsky aus Hamburg setzt in ihren Filialen nicht nur auf fortschrittlichen Klimakomfort, sondern achtet dabei ebenso auf eine wirtschaftliche wie umweltfreundliche Technologie. Zusätzlich zu den VRF-Innen- und Außengeräten kommt hier ein 2-Leitersystem mit einem Verteiler zur Kältemittelverschiebung zum Einsatz. Diese moderne Klima- und Heizlösung reduziert den Ausstoß von Kohlendioxid erheblich und stellt dadurch eine außerordentlich umweltfreundliche Klimatisierung sicher.
Eine Besonderheit ist, dass das eingesetzte System gleichzeitig kühlen und heizen kann, also die Abwärme aus klimatisierten Bereichen zum Heizen anderer Räume wieder verwendet. Dank dieser Wärmerückgewinnung kann eine zusätzliche konventionelle Heizung eingespart werden, stattdessen wird die vorhandene Wärme innerhalb des Gebäudes verschoben – nahezu ohne zusätzliche Kosten oder Energieaufwendungen.