Hydraulischer Balanceakt

Großobjekte verfügen über komplexe Heiz- und Kühlsysteme mit unterschiedlichen Abnehmerkreisen. In vielen Bereichen ist Kälte für den Betrieb essentiell: Eine unzureichende Versorgung kann zu Störungen in der Produktion oder zum Ausfall von Dienstleistungen führen.

Der heute nach wie vor verbreitete Einsatz konventioneller Stangenverteiler mit drehzahlgeregelten Pumpen, stößt vor allem bei häufigen und hohen Lastwechseln rasch an seine Grenzen. Über- oder Unterversorgung von Anlagenteilen sowie Hydraulikstörungen sind oft die Folge.

Um das zu vermeiden und zugleich die Gesamteffizienz eines Versorgungsnetzes zu steigern, entwickelte das Unternehmen Zortea aus Hohenems mit dem Zortström eine hocheffektive Sammel- und Verteillösung. Diese basiert auf einem großräumigen Schichtspeicher, der den hydraulischen Nullpunkt zwischen Erzeuger- und Abnehmerseite bildet. In ihm werden Ströme von Erzeugern und Rückläufe der Verbraucherseite zusammengeführt und in getrennten Stufen thermisch geschichtet.

Die Technologie kommt in Projekten europaweit zum Einsatz. So auch im Royal Papworth Hospital in Cambridge (GB), das über eine Kälte-Gesamtgrundlast von 4,08 Megawatt Leistung verfügt. Die benötigten Temperaturen liegen zwischen 5 und 15 Grad Celsius. Da vor Ort ein Geothermiefeld Erdwärme fördert, wurde die Technikzentrale vom Geothermie-Unternehmen Enercret errichtet.

Für Kühlung und Heizung wurde statt der ursprünglich in der Planung vorgesehenen Stangenverteiler die Zortström-Technologie gewählt. Insgesamt vier dieser Sammel- und Verteilzentren regeln den Kälte- und Wärmehaushalt der Klinik: ein Kälte-Zortström, ein Sole-Zortström, ein Heiz-Zortström und ein Heizung-Hochtemperatur-Zortström. Mit einem Volumen von 17.700 Litern stellt der Kälte-Zortström fünf Temperaturniveaus bereit.

Die Zortström ermöglichen eine temperaturdifferenzierte Kälte- und Wärmeverteilung und sind dabei miteinander verbunden. So können Kältemaschinen die niedrigste Temperaturschicht aus dem Heiz-Zortström für den Kühl-Zortström weiterverwenden. Der Kühl-Zortström wiederum nutzt seine zweithöchste Temperaturstufe zur Einspeisung in den Sole-Zortström, der diese mittels Erdwärme aufheizt und zur Weitererwärmung an den Heiz-Zortström abgibt.

Dieses Verbundsystem sorgt nicht nur für geringere Betriebskosten, sondern hat bereits bei der Installation Einsparungen erzielt; unter anderem durch den Wegfall von Dreiwegventilen. Durch die vereinfachte Hydraulik konnte allein im Bereich der Technikzentrale ein Fünftel der Kosten eingespart werden. Mitte Dezember 2017 wurde ein Probebetrieb gestartet und erfolgreich abgeschlossen. Im Frühjahr dieses Jahres zog das Krankenhaus in den neuen Bau um und wird seitdem stabil, effizient und ohne manuelle Eingriffe von den vier Zortström-Verteilzentren mit Kälte und Wärme versorgt.