Im Herbst 2012 hat DAIKIN die vierte Generation der VRV-Technologie auf dem deutschen Markt eingeführt. Zwei einzigartige technische Neuentwicklungen des Systems sind die variable Kältemitteltemperatur, die eine optimale Ganzjahreseffizienz für die Gebäudeeigentümer ermöglicht, sowie ein erhöhter Raumkomfort aufgrund des kontinuierlichen Heizbetriebs während der Abtauphase. Ergebnisse einer Praxismessung in einem Textilunternehmen zeigen, dass die VRV IV im Vergleich zum Vorgängermodell durchschnittlich um bis zu 40 % effizienter arbeitet. Gerade für Filialisten ist es wichtig zu wissen, wann sich die Sanierung einer Bestandsanlage rechnet. Dafür ist eine kontinuierliche energetische Betrachtung der Anlagen notwendig. Bei der Aufspürung von
„Energiefressern“ hilft das neue Energieerfassungstool ecoStats von DAIKIN, das alle energetischen Messdaten erfasst.
Der Praxistest – bis zu 60 % weniger Energieverbrauch im Kühlbetrieb
Bei einem nationalen Filialisten wird in Unterhaching bei München seit dem 4. Februar 2013 gemessen, welche Verbrauchswerte die VRV IV im Vergleich zur VRV III aufweist. Bis dato klimatisierte (Heizen und Kühlen) ein 20 PS VRV III System die Filiale. Dieses Außengerät wurde gegen ein 18 PS VRV IV Singlemodulsystem getauscht. Sonst wurden keine Veränderungen an der Anlage vorgenommen. Beim Vergleich der Messdaten der beiden Systeme zeigt sich, dass das neue VRV IV System vor allem im Kühlbetrieb hohe Einsparungen im Vergleich zur VRV III erzielt. Im Kühlfall konnte eine Einsparung von teilweise bis zu 60 % gemessen werden. Im Heizmodus hat die VRV IV durchschnittlich 20 % weniger Energie verbraucht.
Höhere Effizienz trotz kleinerer Wärmetauscherfläche
Die gemessenen Werte sind vor allem vor dem Hintergrund bemerkenswert, dass die einmodulige VRV IV im Vergleich zum Zweimodulsystem der VRV III über eine kleinere Wärmetauscherfläche verfügt. Grundsätzlich gilt: je größer die Wärmetauscherfläche, desto effizienter die Anlage. Bei der VRV IV wurden trotz geringerer Wärmetauscherfläche hohe Effizienz- werte erzielt. Das zeigt, dass die beiden neuen technischen Features der VRV IV, die variable Kältemitteltemperatur (VRT-Technologie) und der kontinuierliche Heizbetrieb in der Abtauphase, erheblich zur Effizienzsteigerung beitragen. Bei einem direkten Baugrößenvergleich (20 PS VRV III gegen 20PS VRV IV) ist eine noch höhere Energie-Einsparung zu erwarten. Gleichzeitig verringern sich die Investitionskosten, denn das Einmodulsystem ist in der Anschaffung günstiger. Zudem wird eine kleinere Aufstellfläche benötigt.
Variable Kältemitteltemperatur für optimale Ganzjahreseffizienz
Neben dem kontinuierlichen Heiz- betrieb auch während der Abtauphase sorgt die variable Kältemitteltemperatur (VRT-Technologie) für die optimale Ganzjahreseffizienz der VRV IV. VRT-Technologie (VRT steht für „Variable Refrigerant Temperature“) bedeutet, dass die Verdampfungs- bzw. Verflüssigungstemperatur im laufenden Betrieb an den Leistungsbedarf angepasst wird. Bei den Vorgängermodellen erfolgte die Leistungsanpassung ausschließlich über die Verdichterdrehzahl.
Die maximale Kälte- bzw. Heizleistung eines VRV-Systems wird nur selten benötigt. Den überwiegenden Teil eines Jahres arbeitet das System im Teillastbetrieb. Die Verdichterleistung wird energetisch durch die VRT-Technologie auf dem benötigten Minimum gehalten, um energieeffizient zu arbeiten. Über die Anhebung der Verdampfungstemperatur bzw. Absenkung der Verflüssigungstemperatur wird die Gesamtleistung des Systems reguliert und gleich- zeitig ein Betrieb im optimalen Effizienzbereich gewährleistet. Das steigert neben der Effizienz auch den Nutzerkomfort.
Im Kühlbetrieb wird die Kältemitteltemperatur variabel von 6° C auf bis zu 16° C angehoben. Dies vermeidet eine kalte Auslasstemperatur an den Innengeräten und verhindert eine übermäßige energieaufwendige Entfeuchtung im Raum. Besteht beispielsweise in der Übergangszeit von Sommer auf Herbst geringer Kühlbedarf und liegt die Raumtemperatur nah am Sollwert, stellt die VRV IV automatisch eine höhere Verdampfungstemperatur ein und verbraucht somit weniger Energie. Im Heizbetrieb wird, ebenfalls im Teillastbereich, die Kältemitteltemperatur zwischen 38° C und 49° C kontinuierlich angepasst. Dies reduziert vor allem bei Außentemperaturen zwischen 0° C und -7° C den Eisansatz am Außengerät und verringert die Abtauhäufigkeit.
In einem Textilunternehmen in Unterhaching läuft die VRV IV im Eco-Modus, bei dem zur Effizienzmaximierung des Verdichters die Verdampfungs- bzw. Verflüssigungstemperatur konstant angepasst wird. Durch diese optimierte Leistungsregelung kann eine saisonale Effizienz mit einem SEER im Kühlbetrieb von bis zu 7,53 erzielt werden. Damit werden bereits heute die voraussichtlichen Vorgaben erfüllt, die in der für 2016 oder später geplanten Ecodesign-Richtlinie der EU für VRV-ähnliche Produkte gesetzlich gefordert werden.
Konstanter Raumkomfort selbst beim Abtauen
Bei allen Luft- Luft-Wärmepumpen bildet sich während des Heizbetriebs Reif am Außengerät, der regelmäßig abgetaut werden muss. Der Abtauvor- gang kann, bei entsprechender Systemgröße, länger als zehn Minuten dauern und ist in der Regel bei Außentemperaturen zwischen -7° C und 0° C häufiger nötig. Bisherige Systeme kehren im Abtaubetrieb den Kältekreislauf um und wechseln damit die Betriebsart, was die Raumtemperatur im Gebäude kurzfristig sinken lässt. VRV IV bietet dafür eine neue Lösung. Sie verfügt über einen einzigartigen Abtauenergiespeicher, der auf so genannten Phasenwechselmaterialien basiert. Im Abtauenergiespeicher wird die Energie für die im Heizbetrieb notwendige Abtauung vorgehalten, um diese bei Bedarf einzusetzen. Der Abtauenergiespeicher selbst lädt sich während des normalen Heizbetriebs auf. Somit erfolgt keine sonst notwendige Kreislaufumkehr in den Kühl- betrieb während des Heizens. Alle Innengeräte verbleiben während des Abtauens im Heizmodus und sorgen ohne Unterbrechung für ein komfortables Raumklima.
Der Abtauenergiespeicher ist an die notwendigen Bedürfnisse des Außengerätewärmetauschers an- gepasst und kann unter allen Umgebungsbedingungen durchgängig gleiche Abtauenergie zur Verfügung stellen. Der Abtauvorgang wurde so energieoptimiert auf ein zeitliches Minimum reduziert, er dauert ca. drei Minuten pro Modul.
Transparente Energieverbräuche
Die Effizienzsteigerung und die geringeren Energieverbräuche der VRV IV haben das Unternehmen überzeugt. Zukünftig werden die Filialen (Bestand und Neubau) mit dem neuen System ausgestattet. Gerade für Filialisten ist es wichtig zu wissen, wann sich die Sanierung einer Bestandsanlage rechnet. Versteckte „Energiefresser“ können nur aufgespürt werden, wenn An- lagen kontinuierlich energetisch betrachtet und mit denen anderer Filialen verglichen werden. DAIKIN verfolgt bereits seit Jahren das Konzept der nachhaltigen und intelligenten Überwachung sowie der Steuer- und Regelung von Abläufen in der Klimatechnik.
Nun hat der Klimaanlagen– und Wärmepumpenhersteller das neue Energieerfassungstool ecoStats entwickelt, das Verbräuche auf- zeichnet und eine Vergleichbarkeit zwischen mehreren Filialen ermöglicht. Der Einsatz von ecoStats ist vor allem bei Projekten sinnvoll, bei denen eine schnelle Energiebetrachtung not- wendig ist. ecoStats kann jederzeit flexibel von Fachpersonen in der Unterverteilung verbaut werden, um energetische Messdaten zu er- fassen. Mit dem Steuer- und Messcomputer werden Messdaten mittels Phasen-Induktionssensoren über ein integriertes GSM-Modul unabhängig von einem Ethernet Anschluss an eine Cloud übermittelt, graphisch aufbereitet und anschaulich dargestellt. Ein Eingriff in die Hausverkabelung ist nicht nötig, da die Sensoren einfach an die Leitungen gesteckt werden. Die webbasierte Oberfläche (Cloud) ist übersichtlich gestaltet und einfach zu bedienen. Die Verbrauchsdaten können um- fangreich mit Live-Diagrammen, Chartfunktionen und verschiedenen Tabellen angezeigt wer- den. Der aktuelle Strompreis des Stromanbieters kann hinterlegt werden, so dass die Energiekosten für jeden Standort jederzeit abgerufen werden können. Die VRV IV gewinnt thermische Energie aus der erneuerbaren Energiequelle Luft. Mit nur einem System können Raumheizung und -kühlung sowie Lüftung und Warmwassererzeugung bereitgestellt werden. Damit kann das thermische Energiemanagement von Gebäuden zu 100 % abgedeckt werden.
Neben der technologisch begründeten Effizienzsteigerung der VRV IV stellt dabei auch der neu festgesetzte Primärenergiefaktor für den Strom-Mix (fp = 2,4 ab EnEV 2013) die primärenergetische Bewertung derartiger Systeme auf ein verbessertes Niveau. Damit wird dem heute höheren Anteil regenerativer Energien bei der Stromerzeugung Rechnung getragen. Zusammen mit der hohen Primärenergieausnutzung der VRV-Systeme ergibt sich so ein wesentlicher Baustein zur Umsetzung der Energiewende im Gebäudebereich.
Der nächste Schritt hin zum Net- to-Null-Energiegebäude, welches im Jahr 2020 im gewerblichen Gebäudebereich Pflicht wird, kann heute schon mit Standardkomponenten wie der VRV IV zukunfts- sicher gegangen werden.
