Folie 1

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Vielseitig, effizient und umweltschonend Heizen
und Kühlen mit Gasklimageräten
Klimatisierung Warum und wie? Thermodynamisc
he und technische Grundlagen Gasklimageräte
Aufbau und Funktionsweise Technische und
wirtschaftliche Vorteile Einsatzgebiete
Beispiele ausgeführter Anlagen Hinweise zur
Planung und Auslegung
Stand 12/2003
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Hinweise

Dieser Vortrag basiert auf der Broschüre Heizen
und Kühlen mit Gasklimageräten In dieser
Broschüre werden die nachfolgend angesprochenen
Themen detailliert und ausführlich
beschrieben. In diesem Vortrag und in der
genannten Broschüre wird mit dem Begriff
Gasklimagerät eine Gruppe von
Kompressionskältegeräten bezeichnet, die
die Funktionen Heizen, Kühlen und
Entfeuchten erfüllen und deren Kompressor mit
einem Erdgas-Verbrennungsmotor angetrieben
wird.
Heizen und Kühlen mit Gasklimageräten
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Kälte- und Klimatisierungsbedarf steigt

• Höhere Wärmebelastungen durch
• den Trend zur Glasarchitektur
• verbesserten Wärmeschutz (EnEV)
• innere Wärmequellen z.B. Computer
• und
• wachsende Komfortansprüche
• sowie
• der Klimawandel
• führen zu einem deutlich steigenden
• Kälte- und Klimatisierungsbedarf

Heizen und Kühlen mit Gasklimageräten
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Heizen und Kühlen mit einem System

• Heute werden Heiz- und Kühlbedarf in Gebäuden in
  der
• Regel über getrennte Anlagen gedeckt.
• Das Heizen erfolgt mit einem öl- oder
  gasbefeuerten Wärmeerzeuger.
• Die Kühlung übernimmt eine elektrisch
  angetriebene Anlage.

Alternative Heizen und Kühlen mit
Gasklimageräten - Ein System mit Heiz- und
Kühlfunktion
Heizen und Kühlen mit Gasklimageräten
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Heizen und Kühlen mit einem System

Gasklimageräte sorgen nicht nur für Kühlung,
sondern übernehmen zudem in der übrigen Zeit die
Wärmeerzeugung für die Heizung
Verzicht auf konventionellen, zusätzlichen
Heizkessel möglich, wenn die vom Gasklimagerät
bereitgestellten Heiz- und Kälteleistungen dem
Bedarf des Gebäudes entsprechen, d.h. Heiz- und
Kälteleistungsbedarf ähnlich hoch sind.
Gasklimageräte sind beim Austausch vorhandener
Kälteanlagen eine interessante Alternative. Muss
nur das Außengerät ersetzt werden, lassen sich
bestehende Verteilungsnetze und Übergabegeräte
vielfach weiter verwenden. Durch die Kombination
von Gasklimageräten mit Hydraulik-Übergabestatione
n können auch vorhandene Kaltwasserverteilungsnetz
e weiter genutzt werden.
Heizen und Kühlen mit Gasklimageräten
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Thermodynamische Grundlage

Basis für Klimatisierungssysteme ist der
Kaltdampfprozess
In einem geschlossenen Kreislauf nimmt ein
Kältemittel beim Verdampfen auf niedrigem Druck-
und Temperaturniveau Wärme aus der Umgebung auf.
Der entstandene Kältemitteldampf wird in einem
Verdichter unter Zufuhr von Antriebsenergie auf
ein höheres Druckniveau komprimiert, wobei auch
das Temperaturniveau ansteigt. Im Kondensator
verflüssigt sich das Kältemittel wieder und setzt
Wärme frei. Über ein Druckreduzierventil wird das
flüssige Kältemittel entspannt und kühlt dabei
weiter ab.
Heizen und Kühlen mit Gasklimageräten
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Gasmotorischer Kaltdampfprozess

Heizfunktion - System arbeitet nach dem
Prinzip der Wärmepumpe
Der Verdampfer nutzt die Wärme aus der
Umgebungsluft sowie Abwärme des Gasmotors zum
Verdampfen des Kältemittels. Das erwärmte
Kältemittel wird im Verdichter auf ein höheres
Temperatur- und Druckniveau gebracht. Im
Kondensator wird die Wärme freigesetzt.
Heizen und Kühlen mit Gasklimageräten
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Gasmotorischer Kaltdampfprozess

Kühlfunktion - System arbeitet nach dem
Prinzip der Kälteanlage
Im Verdampfer wird dem zu kühlenden Gebäude bzw.
dem Wärmeträgermedium durch den
Verdampfungsprozess des Kältemittels Wärme
entzogen. Der Kältemitteldampf transportiert die
aufgenommene Wärme zum Verdichter, bevor sie über
den Kondensator an die Umwelt abgegeben wird.
Heizen und Kühlen mit Gasklimageräten
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Multisplitsystem mit Gasklimagerät

Splitsystem - Räumliche Trennung des
Prozesses in durch Kältemittelleitungen
verbundene Außeneinheit und Innengeräte
Außeneinheit Gasmotor, Kältemittelverdichter
Verdampfer in Heizfunktion Kondensator im
Kühlbetrieb Innengeräte Kondensator
(Heizfunktion) / Verdampfer (Kühlbetrieb)
Heizen und Kühlen mit Gasklimageräten
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Gasklimagerät im Heizbetrieb

Im Heizbetrieb fördert der Verdichter das
gasförmige Kältemittel zu den Innen- Geräten, wo
es kondensiert und dabei Wärme an den Raum oder
ein Heizmedium (Wasser) in einem Wärmeübertrager
abgibt.
Heizen und Kühlen mit Gasklimageräten
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Gasklimagerät im Kühlbetrieb

Im Kühlbetrieb wird die Fließrichtung umgedreht
Das flüssige Kältemittel wird zum Raum
transportiert, verdampft in den Innengeräten,
nimmt dabei Wärme aus dem Raum auf und führt sie
über den Kondensator nach außen ab.
Heizen und Kühlen mit Gasklimageräten
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Gasklimagerät mit Kältemittelkreislauf

Gasmotorisch betriebene Klimageräte können in
Split- bzw.Multisplitanlagen eingesetzt werden,
die nach dem VRF-Prinzip (VRF Variable
Refrigerant Flow) arbeiten, d.h. in Anlagen mit
veränderlichem, dem Bedarf angepassten
Kältemitteldurchfluss und Direktexpansion des
Kältemittels in den Innengeräten.
Heizen und Kühlen mit Gasklimageräten
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Gasklimagerät mit Wassersystem

Wassergeführte Heizungs- und Klimasysteme sind in
Deutschland noch stärker verbreitet als
VRF-Systeme. Für diese Einsatzfälle können die
Gasklimageräte zusammen mit einer
Hydraulik-Übergabestation eingesetzt werden.
Diese Über- gabestation bildet die Schnittstelle
zwischen dem Kältemittelkreislauf und
dem hydraulischen Netz, mit dem die Innengeräte
versorgt werden.
Heizen und Kühlen mit Gasklimageräten
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Vorteil Gasklimagerät Verbesserte Heizfunktion

Aufgrund der Nutzung der Gasmotorabwärme im
Heizbetrieb verbessert sich die Effizienz der
Heizfunktion gegenüber elektrisch angetriebenen
Systemen.
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Nach kurzer Aufheizzeit steht die volle
Geräteleistung zur Verfügung.
Bei niedrigen Außentemperaturen (T lt 7 C)
erfolgt ein nur geringer Leistungsabfall, daher
wird eine nahezu konstant hohe Heizleistung
selbst bei Außentemperaturen von minus 15 C
sichergestellt.

Auch bei tiefen Außentemperaturen keine
Unterbrechung des Heizbetriebes für Abtauvorgänge.
Heizen und Kühlen mit Gasklimageräten
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Vorteil Gasklimagerät Umweltvorteile

• Primärenergieeinsparung und Emissionsminderung
• Senkung des Primärenergieeinsatzes, da keine
  Umwandlungsverluste auftreten
• Reduzierung der Kohlendioxid-Emissionen um 29

Heizen und Kühlen mit Gasklimageräten
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Vorteil Gasklimagerät Wirtschaftlichkeit

Beispielrechnung (Vollkostenrechnung VDI
2067) ? Ersparnis 1.210 pro Jahr

• Weitere Vorteile
• Keine zusätzliche elektr. Leistungsaufnahme bzw.
• keine Erhöhung des elektr.
• Leistungsbezuges
• Geringere Energiekosten für Erdgas führen zu
  günstigen Betriebskosten

Heizen und Kühlen mit Gasklimageräten
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Gasklimageräte Vorteile auf einen Blick

• Technische Vorteile
• Langjährig bewährte Gerätetechnik
• Hohe Zuverlässigkeit und wartungsarmer Betrieb
• Flexible Leistungsanpassung durch
  Drehzahlregelung des Motors
• Individuelle Regelungsmöglichkeiten
• Nur geringer Heizleistungsabfall bei tiefen
  Außentemperaturen (T lt 7 C)
• Kurze Aufheizphase des Motors führt zu
  schneller Leistungsverfügbarkeit
• Keine Unterbrechung des Heizbetriebes durch
  Verdampferabtauung
• Zahlreiche Innengeräteoptionen für Wärme- und
  Kälteübertragung

• Wirtschaftliche Vorteile
• Kostengünstige Alternative zu konventionellen
  Technologien
• Niedrige Energiekosten
• Keine Erhöhung der elektrischen
  Leistungsaufnahme
• Verzicht auf konventionelle Heizung in vielen
  Fällen möglich
• Lange Wartungsintervalle führen zu niedrigen
  Servicekosten

Heizen und Kühlen mit Gasklimageräten
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Gasklimageräte Einsatzbereiche

• Hotels / Restaurants
• Büro- und Verwaltungsgebäude
• Kundenzentren, z.B. Banken, Versicherungen,...
• Klimatisierung von EDV-Räumen
• Gewerbebetriebe
• Ladenlokale, Supermärkte, Einkaufszentren,
  Kaufhäuser, Autohäuser, ...
• Ausstellungs- und Veranstaltungsräume
• Krankenhäuser
• Heizen und Kühlen bei Produktionsprozessen

• Optionen für die Wärme- und Kälteübertragung
• Split- bzw. Multisplitanlagen mit VRF-Systemen
  (Kältemittel)
• Innengeräte z.B. Deckengeräte (Einbau /
  Unterbau), Wandgeräte,
• Standgeräte (sichtbar / verkleidet),
  Textilschlauchsysteme
• Klimasysteme mit Wasser als Trägermedium
• Innengeräte z.B. Fan Coils,
  Hydro-Deckengeräte, Kühl-Heizdecken

Heizen und Kühlen mit Gasklimageräten
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Gasklimageräte Einsatzbeispiele


Beispiele für die Aufstellung von Außengeräten


Volksbank Rhein-Ahr-Eifel e.G., Adenau
Verwaltungsgebäude Energieversorgung Filstal
GmbHCo. KG Göppingen
Heizen und Kühlen mit Gasklimageräten
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Gasklimageräte Einsatzbeispiele




Beispiele für die Aufstellung von Außengeräten


Verwaltungsgebäude und Werkstatt Kleinschmidt
Gewerbekühlung GmbH Berlin
Shell-Tankstelle Rheinbach Dachaufstellung des
Außengerätes

Heizen und Kühlen mit Gasklimageräten
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Gasklimageräte Einsatzbeispiele






Beispiele für die Einbausituation von
Innengeräten


Deckeneinbaugeräte im Kundenzentrum
der Stadtwerke Neuss GmbH, Neuss
Fan Coils (Wassersystem) im Verwaltungsgebäude
der Firma Kleinschmidt Gewerbekühlung GmbH,
Berlin


Heizen und Kühlen mit Gasklimageräten
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Gasklimageräte Einsatzbeispiele






Beispiele für die Einbausituation von Innengeräten



Klimatisierung mit einem Textilschlauchsystem in
einem Großraumbüro
Wandgerät in einem Seminarraum





Heizen und Kühlen mit Gasklimageräten
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Gasklimageräte Einsatzbeispiele






Beispiele für die Einbausituation von Innengeräten



Verkaufsraum eines Autohauses - Klimatisierung
mit einem Textilschlauchsystem

Deckenkassette in einem Bekleidungsgeschäft




Heizen und Kühlen mit Gasklimageräten
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Gasklimageräte Einsatzbeispiele









Beispiele für die Einbausituation von Innengeräten
Klimatisierung eines Veranstaltungsraumes mit
einem Textilschlauchsystem
Deckeneinbaukassetten in einem Hotel und einem
Restaurant


Heizen und Kühlen mit Gasklimageräten
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Gasklimageräte Planung und Auslegung

• Durch Aufteilung der Kühl- bzw. Heizleistung auf
  mehrere Außengeräte
• können Anlagen mit größeren Leistungen
  realisiert werden
• kann eine hohe Verfügbarkeit gewährleistet
  werden
• kann eine optimale Auslastung der Geräte
  erreicht werden
• kann die Anlage gesplittet und an verschiedenen
  Orten installiert werden

Heizen und Kühlen mit Gasklimageräten
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Gasklimageräte Planung und Auslegung

• Aufstellung und Leitungslängen
• Aufstellung der Außengeräte im
• Freien ohne Schutz möglich, da
• wetterfest
• Leitungslänge zwischen
• Außengerät und entferntestem
• Innengerät bis zu 150 m,
• maximal 30 m ab dem ersten
• Abzweig
• maximaler Höhenunterschied
• zwischen dem Außengerät und
• den Innengeräten bis zu 50 m,
• zwischen den Innengeräten bis
• zu 15 m

Heizen und Kühlen mit Gasklimageräten
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Gasklimageräte Installation und Anschlüsse

Heizen und Kühlen mit Gasklimageräten
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Gasklimageräte Installation und Anschlüsse

An eine Außeneinheit können je nach Gerätetyp und
Leistung bis zu 30 Innengeräte angeschlossen
werden.
Anschlussleitungen Außengerät (v.l.n.r.)
Kondenswasser, Kältemittel (flüssig), Kältemittel
(gasförmig), Strom und Gas
Außengerät und Hydraulik-Übergabestation
Heizen und Kühlen mit Gasklimageräten
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Gasklimageräte Produkte und Ansprechpartner

AISIN Seiki Berndt Kältetechnik Gelsdorf Tel
02225 / 9132-0 www.gas-thermodynamik.de Panitz
Haustechnik Lieskau Tel 0345 /
5511696 www.klima-mit-gas.de Mitsubishi Heavy
Industries Stulz Klimatechnik Hamburg Tel 040 /
5585-252 www.stulz.de Sanyo Alfred
Kaut Wuppertal Tel 0202 / 2682-0 www.kaut.de
Heizen und Kühlen mit Gasklimageräten
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