Klimatisierung für Baustellen : CO2-neutral Heizen und Kühlen mit Luft-Luft-Wärmepumpe

Das steigende Bewusstsein für Klimaschutz und gesetzliche Auflagen befeuern die Nachfrage nach CO2-neutralen Temperierungslösungen. Insbesondere in der Baubranche, aber auch in gewerblichen oder kommunalen Gebäudekomplexen wird häufig ganzjährig eine kurzfristige und mobile Möglichkeit zur Klimatisierung benötigt.

„Auf der einen Seite sehen wir uns der Forderung gegenüber, eine kompakte und mobile Temperierungslösung zu entwickeln“, so Dr. Alexander Ramm, Geschäftsführer der Kroll Energy GmbH. „Auf der anderen Seite soll sie gleichzeitig möglichst flexibel einsetzbar und unkompliziert zu bedienen sein“. Denn auch wenn nur eine kurzfristige Klimatisierung benötigt wird, sind im Vorfeld einige Fragen zu beantworten sowie Vor- und Nachteile abzuwägen: Bietet sich eine günstigere, aber auch „schmutzige“ Heizung mit Gas oder Öl als Brennstoff an, dessen Vorrat beziehungsweise Zulauf regelmäßig überwacht werden muss? Oder wird auf eine elektrisch betriebene Wärmepumpe zurückgegriffen, deren Stromkosten aufgrund der üblicherweise verbauten Widerstandsheizung allerdings höher und nur schwer kalkulierbar sind? Ist alternativ oder zusätzlich eine Klimaanlage notwendig, bei der jedoch die Wartung des Kaltwassersatzes anfällt?

Mit diesen Ansprüchen im Hintergrund entwickelte die Kroll Energy GmbH die HKK40. Dabei handelt es sich um eine strombetriebene Luft-Luft-Wärmepumpe in einem 2,4 x 1,2 x 2,2 m großen, robusten Gehäuse, welche die angesaugte Raumluft analysiert und automatisch auf die im Vorfeld festgelegte Wunschtemperatur regelt.

Mit der mobilen Heiz-/Kühlkombination lassen sich Temperaturen in Räumen flexibel regeln. Nach einer einmaligen Definition der Wunschtemperatur heizt oder kühlt die HKK40 völlig selbstständig. Obwohl sie komplett strombetrieben ist, kommt sie dank der guten Performancewerte der Luft-Luft-Wärmepumpe ohne zusätzliche Widerstandsheizung aus, was die laufenden Kosten in einem überschaubaren Rahmen hält. Diese zukunftsweisende Entwicklung hat auch die internationale Expertenjury des unabhängigen deutschen Gütesiegels „Plus X Award 2021/2022“ erkannt, welche die HKK40 gleich in den fünf Kategorien Innovation, High Quality, Bedienkomfort, Funktionalität und Ökologie im Mai 2021 auszeichnete.

Bei der Entwicklung der HKK40 wurde ein besonderes Augenmerk auf eine möglichst simple und wenig fehleranfällige Handhabung gelegt. „Die Heiz-/Kühlkombination ist im Prinzip eine robuste, 950 kg schwere Einheit, die gefahrlos mit dem Gabelstapler transportiert werden kann und auch während des Betriebs Wind und Wetter standhält“, erläutert Ramm. „Einmal an Ort und Stelle mit Strom versorgt, müssen nur noch die Warmluftschläuche angebracht und die gewünschte Temperatur über einen Web-Browser eingestellt werden. Alles Weitere erledigt die HKK40 automatisch.“ Auf Basis der gemessenen Ist-Temperatur bringt das Gerät die Raumluft somit auch bei variierendem Außenklima mit einer Warmluftleistung von 48 kW und einer Kaltluftleistung von 40 kW selbstständig auf die gewünschte Temperatur. Dank ihrer hohen Effizienzwerte können – abhängig von der individuellen Differenz zwischen Außen- und Innentemperatur sowie dem Isolierungsgrad – Räumlichkeiten mit einer Gesamtfläche von bis zu 4.000 Quadratmetern mit nur einer einzigen Heiz-/Kühlkombination klimatisiert werden. Mit einer Pressungsleistung von 300 Pa für die Nutzluft ermöglicht das Radialgebläse die Verteilung der Luftströme im Raum mit Hilfe zweier Schläuche von je rund 8 m Länge.

Um das automatische Umschalten der Luft-Luft-Wärmepumpe zwischen der Heiz- und der Kühlfunktion zu erreichen, wurde ein Vier-Wege-Ventil installiert, das die kurzfristige Änderung der Fließrichtung des Kältemittels innerhalb des reversiblen Kreislaufes erlaubt. Dessen thermodynamische und strömungstechnische Auslegung stellte die größte Herausforderung bei der Konzeptionierung der HKK40 dar. „Eines der maßgeblichen Ziele war dabei das Erreichen der höchstmöglichen Effizienzwerte, ohne auf eine zusätzliche Widerstandsheizung zurückgreifen zu müssen“, so Ramm. Aufgrund des Verzichts auf Brennstoffe ist die Heiz-/Kühlkombination zudem sehr wartungsarm. Sollte doch einmal ein Fehler auftreten, so sind sämtliche relevante Module durch das einfache Entfernen der Wartungsabdeckung zugänglich.

Dank der großen Umgebungstemperaturspanne zwischen -10° C und +45° C, innerhalb der sich die drei klimaoptimierten Varianten TT (-10° C – 40° C), S (0° C – 40° C) und HT (5° C – 45° C) in kleinen Temperaturschritten unterscheiden, steht dem ganzjährigen Einsatz der HKK40 nichts im Wege. Ob Estrichtrocknung, Betontemperierung, Serverraumkühlung oder das alltägliche Büroklima: Das Gerät kann den Temperierungsanforderungen von Baustellen sowie unterschiedlichen gewerblich genutzten Gebäudekomplexen, außerdem von Logistik- und Lagerhallen sowie Großzelten begegnen – und dies im kurzfristigen, mobilen Einsatz ebenso wie im langfristigen als stationäre Einbaumaßnahme. So leistete die HKK40 etwa einen positiven Beitrag zum Entstehen des Frankfurter Grand Towers: „Die Firma Kroll Energy unterstütze die Bauklimatisierung des größten Wohnhochhauses in Deutschland – dem Grand Tower mit 180 m Höhe, 418 Wohnungen und einem fassadenoffenen Parkhaus – und garantierte einen schnellen Vor-Ort-Service“, bekräftigt Steffen Luboeinski, Geschäftsführer der für das Bauvorhaben verantwortlichen gsp Städtebau GmbH.

Da jede Heiz-/Kühlkombination standardmäßig mit einem WLAN-Router ausgestattet ist, kann die Konfiguration der Klimatisierung im unmittelbaren Umkreis von einigen Metern mittels eines Smartphones vorgenommen werden; alternativ ist der Zugriff aufgrund der ebenfalls integrierten IoT-SIM auch europaweit remote über eine von Kroll Energy inhouse entwickelte Webanwendung möglich. „Dies kommt letztendlich nicht nur dem Endnutzer zugute, der nicht mehr für jede Temperaturanpassung extra zum Gerät laufen muss“, erläutert Ramm abschließend. „Auch Vermieter von Klimatisierungslösungen profitieren von dem Multi-User-fähigen Webtool, das sowohl eine Statusübersicht aller Geräte als auch die Möglichkeit zur Fernwartung bereitstellt.“