Das hohe C der Klima- und Kältetechnik

Wenn das NDR Elbphilharmonie Orchester zum Silvesterkonzert aufspielt können draußen am Hamburger Hafen schon mal Minustemperaturen herrschen und eisige Winde wehen. Trotzdem sollen es die Zuschauer im Konzertsaal angenehm warm und behaglich haben. „Muggelig“ wie der Hamburger sagt. Die Raumluft muss für Zuschauer, die sensiblen Stimmen der Künstler und die wertvollen Instrumente jederzeit konstant sein.

Für die vollständige Klimatisierung des Großen Saals sind die modular aufgebauten AT 4-F Geräte der Firma AL-KO THERM verantwortlich – sie heizen, kühlen, be- und entfeuchten den Konzertsaal. Die Anlage verfügt über ein leistungsfähiges Kreislaufverbund-System der Wärmerückgewinnungsklasse H3 nach EN 13053/2010.

Wärmerückgewinnungssysteme werden seit Jahren zur effizienten Reduktion des benötigten thermischen Primärenergiebedarfs in raumlufttechnischen Geräten und Anlagen verwendet. In § 15 der EnEV sind für sämtliche raumlufttechnischen Anlagen ab einem Volumenstrom von 4.000 m3/h Wärmerückgewinnungseinrichtungen entsprechend der Klasse H3 nach DIN EN 13053 zwingend gefordert.

Sinn und Zweck der Wärmerückgewinnung ist die Einsparung von Energie und damit verbunden auch die Reduktion von CO₂-Emissionen. Die Wärmerückgewinnung erfolgt mithilfe von Wärmetauschern. Das Lüftungssystem ersetzt die verbrauchte Luft im Konzertbereich durch Frischluft von außen. Die in der Abluft enthaltene Wärme wird dabei in den Wärmetauschern gespeichert und auf die Zuluft übertragen.

„Unsere gelieferten Lüftungsgeräte wurden mit einer Wärmerückgewinnung ausgestattet, die es ermöglicht, 65 Prozent der thermischen Energie zur Luftaufbereitung zurückzugewinnen“, erklärt Martin Törpe vom Business Development der AL-KO THERM GmbH.

Die entsprechenden Kälte- und Wärme-Rohrsysteme wurden zwischen April 2007 und August 2015 von der Rolf Petersen GmbH installiert. Insgesamt sind es mehr als 31 Kilometer Rohrleitungen, die sich vom 7. bis zum 20. Obergeschoss erstrecken. Im 7., 19. und 20. OG befinden sich die Lüftungsgeräte mit Zu- und Abluft.

„Da bei -12° Celsius Außentemperatur die Register, sprich die Wärmetauscher in den Lüftungsgeräten, einfrieren würden, setzen wir dort eine Wärmeträgerflüssigkeit ein“, erklärt Hans von Altenbockum, Bauleiter der Firma Rolf Petersen.

In der Elbphilharmonie vertraut man dabei auf die Kühlsolen sowie Wärme- und Kälteträgermedien des Hamburger Unternehmens TYFOROP Chemie GmbH.

Moderne Heizungs- und Kühlanlagen verlangen Wärmeträgerflüssigkeiten extrem unterschiedlich Anforderungen ab – nämlich den Transport von Wärme und Kälte.

Je nach Außentemperatur wird die Wärmeträgerflüssigkeit in der Klimazentrale entweder aufgeheizt oder abgekühlt und dann über Rohrleitungen an die einzelnen Wärmetauscher in den Räumen verteilt.

In den Wärmerückgewinnungsanlagen der Elphi wird als Wärmeträgerflüssigkeit TYFOCOR^® eingesetzt, das sowohl bei tiefen als auch bei hohen Temperaturen allen Anforderungen in puncto Wärmetransport und Korrosionsschutz über lange Zeiträume gerecht wird.

TYFOCOR^® ist eine klare, farblose bzw. grüne und schwach riechende Flüssigkeit auf Basis von Ethylenglykol. TYFO lieferte rund 3.610 kg TYFOCOR^® Konzentrat.TYFOCOR^® ist mit Wasser in jedem Verhältnis mischbar. TYFOCOR^® Wassermischungen bieten je nach Konzentration einen Frostschutz bis -50 °C und vermitteln eine optimale Lebensdauer der zu schützenden Anlagen. „So können wir gewährleisten, dass die Rohrleitungen nicht einfrieren“ betont von Altenbockum.

In der Elbphilharmonie beträgt der Anteil von TYFOCOR^® im Wassergemisch 34 Prozent, was einem Gemisch von ca. 10.600 Litern mit einem Eisflockenpunkt von -20 °C entspricht.

Aus Gründen der Korrosionssicherheit sollte die Mindestkonzentration von 20 Vol.-% TYFOCOR^® nicht unterschritten werden.

Gemische aus TYFOCOR^® und Wasser entmischen sich nicht.

Die Firma Rolf Petersen verbaute in der Elphi schwarzes Stahlrohr, Gussarmaturen und Wärmetauscher aus Kupfer.

„Die Kombination verschiedener wirksamer, kompatibler und ökologisch verträglicher Korrosionsinhibitoren in TYFOCOR^® sorgt dafür, dass Materialien wie Metalle und polymere Werkstoffe nicht der Korrosion, Alterung und Inkrustierung unterliegen. Sie vertragen sich daher sehr gut mit einer Vielzahl von Dichtungsmaterialien“, erläutert Kris Rautert, International Sales Manager bei TYFOROP Chemie.

Dies wurde auch im Korrosionstest nach ASTM D1384 (American Society for Testing and Materials) nachgewiesen.

Dabei werden die TYFO Wärmeträgermedien sowie Versuchs- und Wettbewerbsprodukte unter extremen Bedingungen 336 Stunden bei 88 °C auf ihre Korrosionsschutzeigenschaften und ihre Oxydationsstabilität untersucht. Als Testkörper kommen verschiedene – auf die jeweiligen Bedürfnisse angepasste – Metallcoupons zum Einsatz. Hierbei handelt es sich in der Regel um Kupfer, Messing, verschiedene Aluminiumlegierungen, Eisenmetalle und Stähle sowie Weich- und Hartlote unterschiedlicher Zusammensetzung.

Aus der optischen Veränderung der Testkörper, der nach dem Test ermittelten Gewichtsdifferenz sowie aus der Veränderung des pH-Wertes des Testmediums werden Rückschlüsse auf die Qualität des untersuchten Wärmeträgers gezogen. Bei Kupfer beträgt die durchschnittliche Gewichtsänderung -0,1 g/m², bei Stahl ist sie kaum messbar.

„Ich arbeite schon sehr lange mit TYFOROP zusammen und TYFO-Produkte garantieren mir die benötigte Qualität. Ich habe auch schon Produkte anderer Hersteller getestet, die aber nicht so zuverlässig funktionierten“, erläutert Hans von Altenbockum seine Wahl für TYFOCOR^®.