Neun in Kaskade geschaltete Wärmepumpen beheizen das neue Bürogebäude in der "Airport City" in Düsseldorf (Foto: Mitsubishi)

Wärmepumpe heizt und kühlt Düsseldorfer Bürogebäude

Das fünfgeschossige Bürohochhaus KB 4 gehört zum Businesspark „Airport City“ am Düsseldorfer Flughafen. Der Businesspark „Airport City“ am Düsseldorfer Flughafen hat eine optimale Verkehrsanbindung – direkt am Flughafen, an einem Bahnhof, an der Autobahn. Noch dazu liegt das 232.000 m² große Areal inmitten der Rhein-Ruhr-Region, einer der stärksten Wirtschaftsregionen der Welt. Mehrere Unternehmen haben sich bereits angesiedelt, darunter die Gerresheimer Gruppe. Der weltweit führende Hersteller von Spezialprodukten aus Glas- und Kunststoff für die Pharma- und Healthcare-Industrie hat seinen Hauptsitz im Gebäude KB 4 auf der Klaus-Bungert-Straße 4.

Das KB 4 bietet auf fünf Geschossen rund 4.300 m² hochmoderne Büroflächen. Jede Etage ist in zwei verschieden große Mieteinheiten teilbar, die sich je nach Bedarf flexibel weiter aufteilen lassen – vom Einzelbüro bis zur Business-Lounge. Im Untergeschoss befinden sich Lager- und Archivräume sowie eine Tiefgarage. Mitte 2014 wurde das Objekt nach rund einjähriger Bauzeit fertiggestellt. Zum Ende des Jahres wurde das Gebäude von einer Gesellschaft des Thalanx-Konzerns übernommen.

Das Düsseldorfer KB 4 bietet zudem hochmoderne Büroflächen, die in jeder Hinsicht eine angenehme Arbeitsatmosphäre gewährleisten. Denn statt einer klassischen Heizungsanlage mit separater Klimaanlage wartet das Gebäude mit nur einem System auf, das beide Funktionen übernimmt. Bei der Planung war daher vor Allem die Nord-Süd-Ausrichtung des Gebäudes zu beachten, denn der fehlende bzw. starke Einfall von Sonnenlicht beeinflusst die Raumtemperaturen erheblich. Um eine angenehme Arbeitsatmosphäre zu schaffen, muss gleichzeitiges Heizen und Kühlen möglich sein.

Das Planungsbüro für Haustechnik Bodzian & Partner aus Duisburg hat sich beim Düsseldorfer KB4 für ein System entschieden, das beide Funktionen in sich vereint. Die Wärmepumpen-Konzeption in Düsseldorf, die 2014 eingeweiht wurde, mit neun in Kaskade geschalteten Luft/Wasser-Wärmepumpen erlaubt das gleichzeitige Heizen und Kühlen. Insgesamt sind die neun Wärmepumpen vom Typ PUHZ-SHW230YKA der Mr. Slim-Serie von Mitsubishi Electric auf eine Heizleistung von 207 kW ausgelegt.

Die Außengeräte sind mit Vollinvertertechnologie ausgestattet, bei der die Leistung stufenlos modulierend an den Bedarf angepasst wird. Dadurch arbeitet das System deutlich effizienter als Anlagen, die nur den On/Off-Modus kennen. Der Regelverdichter liegt bei einer Maschine zwischen 30 und 100 Prozent. D.h., dass eine Modulation von etwa 7 kW – bei einer Wärmepumpe im Teillastbetrieb von 30 Prozent – bis zu 207 kW bei neun Geräten im Volllastbetrieb erzeugen kann.

Ein weiterer Vorteil liegt in der Kaskadenlösung, bei der jeweils drei Wärmepumpen parallel geschaltet sind. Bevor ein Modul volle Leistung erbringt, starten die anderen Elemente der Kaskade. So können die Wärmepumpen im effizienten Teillastbetrieb laufen. Darüber hinaus ergibt sich für alle Einheiten eine annähernd gleiche Betriebsstundenzahl.

Die gesamte Wärmepumpen-Anlage des Düsseldorfer KB4 wurde direkt mit der zentralen Gebäudesteuerung verbunden und kann durch sie geregelt werden. Möglich sind die Leistungsvorgabe in acht Stufen von 30 bis 100 Prozent sowie der Moduswechsel zwischen Heizen und Kühlen. Jede Wärmepumpe ist über Kältemittelleitungen an einen eigenen Wärmetauscher angeschlossen. Dieser überträgt die Energie an zwei getrennte Kreisläufe für kaltes und warmes Wasser, sodass es keinen Kältemittelkreislauf im Inneren des Gebäudes gibt.

Über zwei Warmwasser- und einen Kaltwasserpufferspeicher wird das Wasser bedarfsgerecht abgegeben. Das vermeidet unnötiges Takten der Wärmepumpen und sorgt für wirtschaftlichen Betrieb. Die Wärmeverteilung der Heizgrundlast erfolgt per Betonkernaktivierung, für Spitzenlastzeiten wurden zusätzlich Heizkörper montiert. Die Kälteverteilung erfolgt über eine zentrale raumlufttechnische Anlage, da der Verzicht auf Klimageräte eine planerische Vorgabe war.

Über die Mess-, Steuerungs- und Regelungstechnik wird zum einen eingestellt, ob die Außengeräte Kälte- oder Wärmeenergie erzeugen. Zum anderen wird festgelegt, wie viel Leistung erbracht werden soll. So können beide Energien vom gleichen System bedarfsgerecht und zeitgleich erzeugt werden. Zudem war der Montageaufwand geringer als bei zwei gebäudetechnischen Systemen. Die Außengeräte wurden auf dem Dach des Gebäudes installiert.

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