Neue Hallenheizung bei laufendem Betrieb

Ressourcen zu sparen und Verantwortung für nachfolgende Generationen zu übernehmen, ist bei Geberit fester Bestandteil der Unternehmenswerte. Entsprechend hat sich der europäische Marktführer für Sanitärprodukte mit Hauptsitz im schweizerischen Rapperswil-Jona zum Ziel gesetzt, seine Produktionsprozesse so energieeffizient und ressourcenschonend wie möglich zu gestalten. Das gilt auch für die technische Gebäudeausrüstung in den insgesamt 26 Fertigungsstätten weltweit. Am deutschen Standort in Langenfeld (Rheinland), wo rund 500 Mitarbeitende der Geberit Mapress GmbH rund um die Uhr Pressfitting-Systeme aus Edelstahl, C-Stahl und Kupfer fertigen, stand die Heizung der Hauptproduktionshalle auf dem Prüfstand. Das Ergebnis: eine innovative Direktkondensationslösung mit VRV-Technologie von Daikin, die direkt mit der bereits bestehenden Lüftungsanlage eines anderen Herstellers verbunden ist und Heizen und Kühlen in einem System vereint. Die Installation der neuen Anlage erfolgte ohne Unterbrechung des laufenden Schichtbetriebs.

Bereits 2022 beauftragte Geberit Mapress das Ingenieurbüro Fuhrmann & Keuthen aus Essen mit der Konzepterstellung und Planung eines neuen Heizsystems. Die besondere Herausforderung für die Planer war die Vorgabe, die Umbaumaßnahmen ohne Unterbrechung und Störung der Produktionsprozesse umzusetzen – eine anspruchsvolle Aufgabe angesichts des durchgehenden Schichtbetriebs. Nach Abwägung verschiedener Systemvarianten entschied sich das Ingenieurteam für eine moderne Lösung mit insgesamt zwölf VRV 5 Luft-Luft-Wärmepumpen und einer Gesamtheizleistung von 468 kW (bei einer Außentemperatur von minus 7 °C). Ein entscheidender Vorteil dieser Lösung war, dass die gesamte neue Technik auf dem Hallendach installiert werden konnte.

Bestehende Lüftungstechnik sowie intelligente Kaskadenregelung clever integriert

Die rund 14.000 m² große Produktionshalle ist seit 2018 mit zwei raumlufttechnischen Anlagen (RLT-Anlagen) eines anderen Herstellers ausgestattet. Sie haben einen Luftvolumenstrom von jeweils ca. 55.000 m³/h. Im Zuge der Installation des neuen Heizsystems wurden die RLT-Anlagen mit neuen Change-Over-Wärmetauschern für das Kältemittel R-32 nachgerüstet. Die mehrkreisige Ausführung der Wärmetauscher ermöglichte eine einfache Auslegung der Daikin VRV 5 Luft-Luft-Wärmepumpen, die mit dem Kältemittel R-32 arbeiten. Daikin lieferte darüber hinaus die erforderlichen Kommunikationsboxen, die VRV-kompatiblen elektronischen Expansionsventile sowie die speziellen Kaskadenregler, die von Daikin Germany selbst entwickelt wurden. Sie können die Steuerung von bis zu acht Luft-Wasser- oder Luft-Luft-Wärmepumpen übernehmen. Die Vorgabe der Betriebsarten und der geforderten Leistung erfolgt über einen externen Lüftungsregler.

Die Kaskadenregelung umfasst einen Laufzeitenausgleich, Mindestlaufzeiten und ein integriertes Fehlermanagement. Betriebs- und Störmeldungen werden direkt am Touchpanel angezeigt und stehen parallel als potenzialfreie Kontakte sowie über Modbus TCP zur Verfügung. Die Nutzung des Kaskadenreglers bietet entscheidende Vorteile: eine sehr hohe Betriebssicherheit sowie mehr Komfort durch zeitversetzte Abtauzyklen – ein wichtiges Merkmal, da die monovalente Heizfunktion der Daikin VRV Geräte bis zu einer Außentemperatur von minus 20 °C freigegeben ist. Zur weiteren Optimierung der Anlageneffizienz im Heizbetrieb wurden die VRV Geräte in Langenfeld zudem mit Wetterschutzhauben ausgestattet. Da sich die Produktionshalle in einem Wasserschutzgebiet befindet, kommen außerdem Ölprotektoren zum Einsatz.

Effizient, platzsparend und ganzjährig einsatzbereit

Die mit moderner Invertertechnologie geregelten VRV 5 Geräte arbeiten sehr energieeffizient und tragen zu einem niedrigeren CO₂-Fußabdruck des Gebäudes bei. Dank schneller Reaktionszeiten und hoher Modulation liefern sie stets nur die tatsächlich benötigte Leistung. Auch die Umschaltung zwischen Tag- und Nachtbetrieb ist unkompliziert möglich und erlaubt bei Bedarf eine zeitabhängige Schallreduktion, ein Merkmal, das speziell bei Installationen in Innenstädten eine entscheidende Rolle spielen kann.

Die verbaute VRV-Lösung bringt noch weitere Vorteile mit sich: Die kompakten und leichten Außengeräte lassen sich dezentral aufstellen und entlasten dadurch die Statik des Daches. Da bei den Außengeräten kein Wasser zum Einsatz kommt, entfällt zudem das Thema Frostschutz. Auch der Platzbedarf der VRV Systeme ist im Vergleich zu klassischen Luft-Wasser-Wärmepumpen-Systemen relativ klein, denn es werden keine großen Speicher und keine zusätzlichen Aufstellflächen für die Abtauphase benötigt. Die Lösung überzeugt zudem auch im Sommer, denn auf Wunsch und ohne Zusatzkosten kann die Anlage die Produktionshalle auch zuverlässig kühlen. Ein Aspekt, der mit Blick auf die immer häufiger vorkommenden Hitzewellen vor allem auch bei gewerblichen Projekten eine immer wichtigere Rolle spielt.

Offene Systemlösung mit dokumentierten Standards

VRV Systeme sind in der Regel geschlossene Systeme, bei denen Innen- und Außengeräte sowie die Regelungstechnik aufeinander abgestimmt sind. Deshalb stammen diese typischerweise von einem einzigen Hersteller. Daikin bietet jedoch Lösungen, die den Anschluss an einen Wärmetauscher eines Drittanbieters ermöglichen – wie im Projekt bei Geberit Mapress in Langenfeld. Dort sollte dieser in eine bereits bestehende Lüftungsanlage nachgerüstet werden.

Daikin hat langjährige Erfahrung mit derartigen Systemen. Entsprechend sind die Planungsvorgaben für mögliche Einzel-, Multi- und Mischsysteme detailliert dokumentiert, von einem Außengerät für mehrere Wärmetauscher über große, mehrkreisige Wärmetauscher mit mehreren Außengeräten bis hin zur Kombination von Daikin Innengeräten mit Fremdwärmetauschern. Festgehalten sind dabei auch Details zur Ausführung der externen Wärmetauscher, etwa die zulässigen Kühl- und Heizleistungen oder die verwendeten Kältemittel. Dies gilt sowohl für Projekte mit Lüftungsgeräten von Daikin als auch für die Anbindung von RLT-Anlagen eines Drittanbieters. „Für uns als Planer war entscheidend, dass wir eine Lösung erarbeiten konnten, die sich in die bestehende Situation ohne erhebliche Mehraufwendungen nachrüsten ließ“, erläutert Lars Hendriks vom Ingenieurbüro Fuhrmann & Keuthen. „Über die Online-Planungstools von Daikin konnten wir frühzeitig genaue Angaben zum Platzbedarf und zu den notwendigen Integrationsmöglichkeiten ermitteln. Das hat die ersten Konzeptionen erheblich vereinfacht", erklärt er weiter.

Klare Vorgaben erleichtern die Ausführung vor Ort

Die Installation der neuen VRV Systeme gestaltete sich auch für den ausführenden Kälte-Klima-Fachbetrieb vergleichsweise einfach. „Unser Unternehmen ist bereits seit 1998 Daikin Fachpartner. In dieser Zeit haben wir viele spannende Projekte realisiert. Bei einem Projekt wie diesem, mit laufendem Drei-Schicht-Betrieb und einer Fremdwärmetauscher-Lösung, war für uns entscheidend, dass wir auf die technische Dokumentation und den Support von Daikin zurückgreifen konnten, beispielsweise auf ein detailliertes Rohrleitungs- und Verdrahtungskonzept", erklärt Stefan Ziesler, Geschäftsführer der Gockeln GmbH aus Herten. „So ließen sich auch alle Anforderungen sauber in den Zeitplan integrieren", so Ziesler weiter.

Die Gockeln GmbH wickelte das Projekt mit eigenem Fachpersonal ab. Das Unternehmen beschäftigt derzeit rund 35 Mitarbeitende. Die Servicetechniker werden regelmäßig zu aktuellen Daikin Produkten geschult. Darüber hinaus verfügt das Unternehmen über Zertifizierungen nach ISO 9001 und ISO 14001 sowie über eine SCCP-Zertifizierung, die insbesondere bei Projekten im industriellen Umfeld häufig vorausgesetzt wird.

Erfahrungswert für künftige Sanierungsprojekte

Auch aus Sicht der Planung verlief das Projekt dank der guten Zusammenarbeit aller Gewerke reibungslos, wie Lars Hendriks vom Ingenieurbüro Fuhrmann & Keuthen bestätigt: „Die Planungsphase in Zusammenarbeit mit Daikin, dem zuständigen Fördermittelberater und dem Hersteller der Lüftungsanlagen war unkompliziert, da wir jederzeit klare Auskünfte und technische Vorgaben erhalten haben und diese auch gut nachvollziehen und prüfen konnten. Bei Geberit Mapress haben wir gezeigt, dass sich auch eine bestehende RLT-Anlage eines Drittanbieters ohne Probleme in ein modernes VRV System integrieren lässt, und das im laufenden Schichtbetrieb. Das ist ein Erfahrungswert, den wir aus diesem Projekt mitnehmen und der für ähnliche Vorhaben in der Industrie sehr wertvoll ist."

Pilotanlage mit Signalwirkung

Heinz-Theo Janssen, Teamleiter Projektmanagement bei Geberit Mapress, zieht ebenfalls eine positive Bilanz: „In der ersten Heizperiode hat die Anlage, die im Herbst 2025 in Betrieb genommen wurde, problemlos funktioniert. Es ist auch schön zu wissen, dass wir im Hochsommer sogar die Temperaturspitzen in der Halle eliminieren können, was beim Personal entsprechend wohlwollend aufgenommen wird.“ Auch über den eigenen Standort hinaus hat das Projekt Gewicht: „Mit dieser Pilotanlage haben wir eine gute Lösung geschaffen, die auch für andere Geberit-Standorte eine durchdachte und wirtschaftliche Technik sein kann.“

Autor: Pawel Pronobis, Planungsberater im Regionalbüro Bochum bei Daikin Airconditioning Germany