Klima- und Lüftungsanlage für autarkes Planetarium
Die technische Gebäudeausrüstung von Objekten mit Sonderfunktion stellt Planer und Installateure oft vor besondere Herausforderungen. So auch das neue Planetarium im bayerischen Ursensollen.
Die Alleinlage des Planetariums Ursensollen machte die Planung aufwendig. Auf dem Gelände gab es weder einen Wasser-, noch einen Kanal- oder Gasanschluss.
Foto: Mitsubishi Electric
Abseits der großen städtischen Zentren liegt die Gemeinde Ursensollen im Landkreis Amberg-Sulzbach in der Mitte der Oberpfalz. Hier wird der Nachthimmel nicht durch künstliche Lichtquellen aufgehellt und bietet deshalb gute Voraussetzungen für astronomische Beobachtungen des Sternenhimmels. Das Fehlen der Lichtemissionen machte den Standort in einer abseits gelegenen Waldlichtung für eine Nutzung als Sternwarte zum optimalen Platz. Im Zuge einer Modernisierung der Sternwarte wurde von der Gemeinde auch der Neubau eines Planetariums fokussiert. Dies stellt eine sinnvolle Ergänzung dar und soll die Region für den Tourismus attraktiver machen. Nach der Zusage von Fördermitteln, unter anderem durch das Land Bayern und die EU, konnte mit der Planung und Umsetzung des Projektes begonnen werden.
Luftgeführte Split-Klimageräte zum Heizen und Kühlen
Die Alleinlage in einem Naturschutzgebiet wurde dabei zu einer besonderen Herausforderung. Auf dem Gelände gab es weder einen Wasser-, noch einen Kanal- und schon gar keinen Gasanschluss. Dennoch waren die Anforderungen für einen adäquaten Betrieb, dass das Objekt belüftet, geheizt und gekühlt werden muss. Eine klassische Heizungsanlage auf Basis fossiler Energieträger kam nicht in Betracht. Für eine Pellet-Anlage und einen Kälteerzeuger gab es keinen zusätzlichen Lagerraum“, erläutert Dipl.- Ing. (FH) Alexander Stief von der Stief Haustechnik GmbH. „Daher entschied sich unser Planungsbüro für eine Wärmepumpenlösung mit Luft als Energieträger“. Als Lösung für den Wechsel von Kältemittel auf ein wärmeverteilendes Medium fiel die Wahl auf ein Anlagenkonzept mit luftgeführten Split-Klimageräten zum Kühlen und Heizen in Kombination mit Lossnay-Geräten zum Be- und Entlüften.
Ein weiterer Aspekt, der den Einsatz eines Luft-Luft-Wärmepumpensystems für dieses Objekt besonders interessant machte: Das Gebäude hat aufgrund der Holzständerbauweise kaum Masse. Dadurch lässt es sich sehr schnell aufheizen. Da das Gebäude meist nur an drei Tagen in der Woche Publikumsverkehr hat, sei ein schneller Aufheiz- oder Abkühlbetrieb mit Hilfe des Luft-Luft-Wärmepumpensystems eine Super-Lösung, so die ausführende Kälte Seleq GmbH & Co. KG. Dieses Anlagenkonzept sei zudem besonders kostensparend: Mit dem VRF-Wärmepumpensystem entfalle ein zusätzlicher Technikraum, beispielsweise zur Aufstellung eines Pufferspeichers.
Zur Komfortklimatisierung wurde das Gebäude mit einem VRF-System der City Multi Y-Serie (Außengerät links) zum wahlweisen Kühlen oder Heizen ausgestattet.
Foto: Mitsubishi Electric
Als Lösung kommen ein VRF-Klimasystem zum Heizen und Kühlen, eine Split-Anlage zur Technikraumkühlung und zwei dezentrale Lüftungsgeräte zum Einsatz. Zur Komfortklimatisierung ist das Gebäude mit einem VRF-System zum wahlweisen Kühlen oder Heizen ausgestattet. Aufgrund seiner Wärmepumpenfunktion kann es auch zur Raumheizung eingesetzt werden. Durch die invertergeregelte Verdichter-Technologie ermöglicht die VRF-Anlage zudem eine stufenlose und schnelle Leistungsanpassung an den aktuellen Bedarf der Innengeräte.
Im Außenbereich ist ein Außengerät vom Typ Puhy-EP200YNW-A mit einer Kühl- beziehungsweise Heizleistung von 22,4 beziehungsweise 25 kW, das insgesamt fünf Innengeräte versorgt, installiert. Davon befinden sich zwei Vier-Wege-Deckenkassetten im kompakten Euroraster-Maß im Foyer des Planetariums, eine Deckenkassette im Besprechungsraum und zwei Kanaleinbaugeräte im Vorführ- oder Kuppelsaal.
Ausdehnung der Kuppel vermeiden: Sensoren überwachen die Temperatur
Im Kuppelsaal besteht die spezielle Anforderung an die Klimaanlage nicht nur darin, ein angenehmes Klima für die Besucher des Planetariums während der Vorstellungen zu gewährleisten, sondern vor allem eine konstante Temperatur zu garantieren. Eine gleichbleibende Temperatur ist hier das A und O: Denn bei einer zu hohen Temperaturabweichung vom Soll-Wert 21 °C würde sich die Sternenkuppel aus Aluminium stark ausdehnen. Dies wiederum würde dazu führen, dass die Bilder des Sternenhimmels verschwimmen. Gelöst wurde diese Herausforderung mit zahlreichen Temperatursensoren, die für eine exakte Temperaturschichtung im Bereich plus/minus zwei Kelvin sorgen. Auf diese Weise bleibt die Temperatur durch die Klima- und Lüftungsanlage während der Vorführungen konstant.
Die Kühlung des Technikraums ist aufgrund der hohen Wärmeentwicklung der Zentralrechner und Projektoren für den 3D-Planetariumsbetrieb erforderlich. Die Abführung der Wärmelast sichert den reibungslosen Betrieb, insbesondere bei den Vorführungen. Um die fachlich empfohlene Trennung zwischen Komfortklimatisierung und technischer Kühlung umzusetzen kommt hierfür eine Mr. Slim-Anlage mit einem Wandgerät zur Kühlung des Technikraums zum Einsatz. Aufgrund des großflächigen Wärmetauschers und der hohen Luftmenge bietet diese Geräteserie hohe sensible Kälteleistungen. Raumtemperatur und -feuchte können dadurch auf einem möglichst gleichmäßigen Niveau gehalten werden und somit einen reibungslosen Betrieb der Server und Projektoren gewährleisten.
Zwei 4-Wege-Deckenkassetten im kompakten Euroraster-Maß sorgen für eine angenehme Klimatisierung im Foyer des Planetariums.
Foto: Mitsubishi Electric
Frischluft mit Wärmerückgewinnung
Die dritte zentrale Anforderung für das Planetarium ist die geregelte Frischluftversorgung. Sie soll sicherstellen, dass der große Vorführsaal mit Publikumsverkehr und der Besprechungsraum mit frischer Außenluft versorgt werden. Da dort eine Lüftung per Fenster nicht regelmäßig umgesetzt werden kann, übernimmt ein kontrolliertes Lossnay-Lüftungssystem diese Aufgabe. Zum Einsatz kommen zwei Systeme vom Typ LGH-65 RVX-E. Sie versorgen die entsprechenden Räume mit 100 Prozent Frischluft. Das Gerät für den Vorführsaal wurde oberhalb der großen Kuppel installiert. Der Zuluftkanal befindet sich auf Schulterhöhe, während die Abluft im oberen Teil erfolgt.
Zwei dezentrale Lossnay Lüftungsgeräte versorgen den großen Vorführsaal und den Besprechungsraum mit frischer Außenluft.
Foto: Mitsubishi Electric
Darüber hinaus bietet die automatische Be- und Entlüftung weitere Vorteile. Die Außenluft ist in der Regel entweder zu warm oder zu kalt, um sie direkt dem Gebäude zuführen zu können. Bei einer unkontrollierten Lüftung benötigt die Konditionierung der Außenluft viel Energie. Die beiden Lossnay-Geräte verfügen hierfür über Wärmetauscher, die eine Wärme- und Feuchterückgewinnung von bis zu 80 Prozent gewährleisten. Dadurch wird die benötigte Heiz- und Kühlleistung wesentlich reduziert und durchgehend eine angenehme Temperatur und die passende Frischluft für alle Personen im Raum zugeführt. Die Freikühlfunktion sorgt dafür, dass das Gebäude in der Nacht mit kühler Außenluft versorgt wird und so der Energiebedarf noch weiter verringert werden kann.
Eine sinnvolle Ergänzung ist die Zentralfernbedienung vom Typ AE-200 für die Bedienung und Steuerung der Anlage. Diese bietet dem Betreiber die Möglichkeit des Fernzugriffs, um beispielsweise den Betriebszustand oder eine eventuelle Fehlerdiagnose aus der räumlichen Distanz auszulesen. Auch der betreuende Fachhandwerksbetrieb verfügt über einen Fernzugriff auf die Anlagendaten.
