Effiziente Wärmerückgewinnung im Hotel

In zentraler Lage nur rund 350 m vom Hauptbahnhof entfernt liegt das „me and all“ Hotel in Kiel direkt am historischen Hafenbecken mit Blick auf die Kieler Förde. Es bietet rund 164 Zimmer, eine Bar und ein Restaurant mit Smoking-Lounge und mehrere Coworking-Spaces, in denen sich die Gäste wie zuhause oder eben wie im Urlaub fühlen können. Das Konzept sieht neben der Work-Life-Balance auch den respektvollen Umgang mit den globalen Ressourcen vor. Mit viel Regionalität, einem starken lokalen Netzwerk und effizientem Nachhaltigkeits-Management sorgt das Hotel-Management täglich dafür, dass der CO₂-Fußabdruck so schmal wie möglich ist. Alle Hotels der Kette sind mit dem in Europa führenden Nachhaltigkeits-Zertifikat „GreenSign“ ausgezeichnet.

Was das GreenSign abdeckt

Die GreenSign-Kriterien decken sieben Kernbereiche für nachhaltiges Wirtschaften ab: Management und Kommunikation, Umwelt, Einkauf, Regionalität und Mobilität, Qualitätsmanagement und nachhaltige Entwicklung, außerdem soziale und wirtschaftliche Verantwortung. Eine zentrale Rolle nehmen hierbei die Themen Nachhaltigkeit, Energieeffizienz und Umweltschutz ein. So trägt bspw. ein intelligentes Hotelroom-Managementsystem maßgeblich zur Verringerung des Energieverbrauchs von allein rund 25 % bei. Wie aber sieht die Struktur der Gebäudeenergietechnik konkret im Hotel in Kiel und hier insbesondere die Klima- und Heizanlagentechnologie aus? Und welche Vorgaben des Bauherrn waren zu beachten?

Die Planungsüberlegungen

Eine der zentralen Anforderungen an die Klimatechnik bei diesem Hotelprojekt war die Energieeffizienz, also die Frage, wie die eingesetzte Energie am besten genutzt werden kann, bspw. über Wärmerückgewinnung. Ein weiterer wichtiger Punkt war eine zentrale Steuerung sowie die Einbindung in eine Gebäudeleittechnik, um ein kontinuierliches Energiemonitoring vornehmen und so jederzeit eine Optimierung des Energieverbrauchs durchführen zu können. Und als dritte wichtige Aufgabe sollte die Klimatisierung für den Hotelgast auf seinem Zimmer ein Höchstmaß an individuellem Komfort bei der Auswahl der persönlichen Wunschtemperatur bieten.

Als Lösung wurde ein komplexes gebäudetechnisches Anlagenkonzept entwickelt, das die umfassende Wärmerückgewinnung in den Mittelpunkt stellt. Ein zentrales Element bildet hierbei die eingesetzte Klimatechnologie, die in sich schon mit einer Wärmerückgewinnung ausgestattet ist. Die Wärmerückgewinnung der gesamten gebäudetechnischen Anlage bezieht alle Wärmeerzeuger ein. So wird bspw. die Energie für das Trinkwarmwasser und die statische Heizung über ein von den Stadtwerken im Contracting betriebenes Blockheizkraftwerk bereitgestellt.

Überschüssige oder kurzfristig nicht benötigte Wärmeenergie wird in einem 2.500-l-Pufferpeicher gespeichert und kann durch die intelligente Temperaturschichtung mit entsprechender Sensorik bei Bedarf jederzeit abgerufen werden. Auf diesen Pufferspeicher sind neben den statischen Heizflächen auch die Klimageräte aufgeschaltet, wodurch die Energieeffizienz deutlich erhöht und somit der Verbrauch und die damit entstehenden Kosten erheblich gesenkt werden können. Nur überhaupt nicht benötigte Wärme wird in letzter Instanz über ein Rückkühlsystem auf dem Dach abgeführt.

Die praktische Umsetzung

Die Planung und Installation des Klimasystems wurde durch die Koll Kälte-Klima-Lüftung GmbH & Co. KG aus Rendsburg durchgeführt. Eingebaut wurde das Hybrid VRF-System aus der „City Multi“-Serie von Mitsubishi Electric. Es handelt sich um ein Wärmepumpensystem zum simultanen Kühlen und Heizen mit zwei Rohrleitungen und einer Wärmerückgewinnungsfunktion. Es kombiniert dabei die Vorzüge eines direkt verdampfenden mit denen eines wassergekühlten Systems.

Durch die Trennung in einen kältemittel- und einen wassergeführten Anlagenteil kommt dieses System außerdem mit einer reduzierten Kältemittelfüllmenge aus, denn das Kältemittel zirkuliert nur zwischen den Außengeräten und den Hybrid BC-Controllern (Verteiler). Das gewählte Hybrid-System punktet zum einen dadurch, dass es eine individuelle Temperatur, also eine freie Wahl der Betriebsarten Kühlen und Heizen für jeden einzelnen Gast unabhängig von der Jahres- oder Tageszeit oder der Außentemperatur ermöglicht. Zum anderen bietet das System aufgrund des zusätzlichen Wasserkreislaufs stabile und mildere Ausblastemperaturen, die als sehr angenehm empfunden werden.

Um die überschüssige Wärmeenergie für die Brauchwassererwärmung zu nutzen, kamen wassergeführte HVRF-Außengeräte der „PQRF“-Baureihe zur Innenaufstellung – auch Wassermodule genannt – zum Einsatz. Eingesetzt werden je eine wassergekühlte Außeneinheit pro Hotelzimmeretage und zwei weitere Geräte dieser Bauart für die Versorgung der Innengeräte im Erdgeschoss. Jede Einheit verfügt über eine Kälteleistung von 56 kW und eine Heizleistung von 63 kW. Zusammen erbringen die sechs Geräte eine Kälte- bzw. eine Heizleistung von 336 bzw. 378 kW. Jeder Außeneinheit sind drei Hybrid BC-Controller zugeordnet, an den die Klimainnengeräte angeschlossen sind.

In den Hybrid BC-Controllern findet der Wärmeübertrag vom Kältemittel auf Wasser als Transportmedium statt. Je nach Wärme- oder Kältebedarf leiten die Controller-Einheiten warmes oder kaltes Wasser an die Innengeräte in den Gästezimmern und den Aufenthaltsbereichen weiter. Die Wärmerückgewinnungsfunktion des Systems sorgt dafür, dass Wärme, die den zu kühlenden Räumen entzogen wird, nicht an die Umwelt abgegeben, sondern über die Controller zum Beheizen der Räume mit Wärmebedarf verwendet wird. Durch den Einsatz dieses Klimasystems kommt das „me and all“ Hotel in Kiel komplett ohne konventionelle Heizung in den Gästezimmern aus.

Alle 164 Hotelzimmer werden ausschließlich über das Klimasystem geheizt oder gekühlt. Die dafür erforderlichen Innengeräte (jeweils 1 pro Gästezimmer) sind als Kanaleinbaugeräte in den Eingangsbereichen der Zimmer in die Decke integriert. Im Erdgeschoss werden alle Bereiche mit Publikumsverkehr mit Kanaleinbaugeräten in offener Sichtmontage klimatisiert.

Bedienungsmöglichkeiten und Visualisierungen

Auf den einzelnen Zimmern hat der Gast die Möglichkeit, seine Wunschtemperatur über den Touchscreen der Fernbedienung einzustellen. Alle Klimageräte sind pro Etage zusätzlich jeweils über eine Zentralfernbedienung vom Typ „EW50“ verbunden und über ein IP-Netzwerk vernetzt. Im Technikraum stehen dem Hotelpersonal darüber hinaus zwei visuelle Zentralsteuerungssysteme „AE200“ zur Verfügung.

Die Steuerungssysteme ermöglichen den Zugriff auf alle Klimainnengeräte und erleichtern die Überwachung und Statusanzeige von einem zentralen Punkt aus. Ein zusätzliches Energy Management License Pack ermöglicht darüber hinaus das Übermitteln von Informationen zum Energieverbrauch und Funktionen zur Energieeinsparung. Auf dieser Kontrollebene ist auch für jeden Raum eine vordefinierte Standardeinstellung hinterlegt, auf die die Geräte automatisch zurückspringen, sobald das Zimmer nicht belegt ist oder ein Gast sein Zimmer verlässt bzw. die Klimaanlage in seinem Zimmer ausschaltet. Das vereinfacht die Arbeit für den Hotelbetreiber und spart zusätzlich Energie sowie Kosten.

Um die Klimatechnik im Rahmen eines Monitorings permanent zu überwachen und relevante Betriebs- und Energiedaten an eine Gebäudeleittechnik zu liefern, kommt in Kiel auch das „Remote Monitoring Interface (RMI)“ von Mitsubishi Electric zum Einsatz. Das RMI ist eine cloudbasierte Softwarelösung zur visualisierten Steuerung und Überwachung von Klimaanlagen über Smartphone-Apps oder Webbrowser. Ein Wartungstool ermöglicht den Zugang für das Wartungsunternehmen über das hauseigene Netzwerk und visualisiert Anlagen- und Systembetriebsdaten. Zudem ermöglicht es dem Betreiber eine Verbrauchsdatenanalyse und Energiekostenüberwachung für die einzelnen Nutzungseinheiten.

Ein ausgewogenes Konzept

Das „me and all“ Hotel in Kiel überzeugt nicht nur durch seinen stylischen Auftritt, sondern punktet vor allem durch sein modernes Konzept, das neben einer ausgewogenen Work-Life-Balance auch den respektvollen Umgang mit den globalen Ressourcen vorsieht. Einen besonderen Beitrag hierzu leistet der simultane Heiz- und Kühlbetrieb mit Wärmerückgewinnung. Das Hybrid 2-Leitersystem kombiniert dabei die Vorzüge eines direkt verdampfenden mit denen eines wassergekühlten Systems.

Durch die Trennung in einen kältemittel- und einen wassergeführten Anlagenteil kommt dieses System mit einer reduzierten Kältemittelfüllmenge im Gebäude aus, denn das Kältemittel zirkuliert nur zwischen den Außengeräten und den Controllern. Durch den Einsatz von wassergeführten Außengeräten konnte die Klimatechnik in eine übergeordnete Gebäudetechnik integriert werden. Hierbei wird die überschüssige Wärmeenergie aus der Klimaanlage in einem Pufferspeicher zur Vorerwärmung des Trinkwarmwassers genutzt, wodurch die Energieeffizienz deutlich erhöht und der Verbrauch sowie die damit entstehenden Kosten erheblich gesenkt werden können.