Umbau im Winter spart Kosten

An einer der größten hochschulmedizinischen Einrichtungen in Deutschland wurden über einen Zeitraum von zwei Jahren umfassende Sanierungs- und Ergänzungsarbeiten an den Kaltwassernetzen durchgeführt. Gleichzeitig musste der reibungslose Klinik- und Lehrbetrieb sichergestellt bleiben. Über 2,1 km flexible Schlauchleitungen sowie mehr als 100 Mietkomponenten in Form von Kältemaschinen, Pufferspeichern, Pumpenmodulen und Ausdehnungsgefäßen wurden von dem für die Maßnahmen beauftragten Mietkältespezialisten acr chiller rent GmbH (www.ac-rent.de) auf 15 40-Tonnen-Lkw angeliefert.

In diese Maßnahme zur Generalsanierung der kältetechnischen Anlagen und der an das Kaltwasser- und Ringleitungsnetz angeschlossenen Gebäude waren auch die jeweiligen Kälteübergabestationen des Klinikums miteinbezogen, die über die Leitungsnetze aus der Kältezentrale mit Kaltwasser versorgt werden. Die dabei unvermeidbaren Versorgungsengpässe wurden durch Mietkältemaschinen von acr chiller rent überbrückt.

Denn während der Arbeiten war es in einzelnen zeitlichen Abschnitten unumgänglich, entweder das ganze Netz beziehungsweise Teile dessen abzuschalten. Dabei galt es auch während der beiden Winterperioden, in denen die Umrüstungsmaßnahmen stattfanden, die benötigte Kälteleistung von bis zu 4,5 MW zu gewährleisten, um den für die regulären betrieblichen Abläufe des Klinikums erforderlichen Kältebedarf auch in dieser Jahreszeit abzudecken.

Da der Kältebedarf im Sommer mit 15 MW Kälteleistung deutlich höher gewesen wäre, hatte man die Umbauphasen bewusst auf zwei Winterzeiträume gelegt. Die hochschulmedizinische Einrichtung mit ihrer naturgemäß hohen Anforderung an die uneingeschränkte Verfügbarkeit der technischen Einrichtungen musste den Austausch von Kälte-Komponenten im Laufe der schrittweisen Generalrevision zügig und unterbrechungsfrei durchführen.

Dieser anspruchsvollen Aufgabe wurde mit einer größeren Anzahl mobiler Kälteerzeugungsanlagen entsprochen, die dezentral an insgesamt 23 verschiedenen Standorten auf dem Gelände aufgestellt wurden. Insbesondere das Thema Frostschutz stellte die planenden Ingenieure hinsichtlich der zu beachtenden Umweltaspekte sowie des Frostrisikos vor zusätzliche Herausforderungen. So musste in den bestehenden hydraulischen Systemen auf Wasser-Glykol-Mischungen als Kälteträgermedium verzichtet und die Anlagen mussten mit Wasser betrieben werden. Für die Sicherstellung der Betriebssicherheit der im Freien aufgestellten Komponenten zur temporären Kälteversorgung wurden seitens acr chiller rent zusätzliche Maßnahmen getroffen.

Die angelieferten Mietkomponenten wurden für den Betrieb von bis zu -18 °C Außentemperatur ausgelegt. Eine spezielle Dämmung sowie ein elektrisches, thermostatisch gesteuertes und selbstregelndes Heizband schützte die Mietkomponenten zusätzlich gegen Frost. Montage und Inbetriebnahme mussten, wie erwähnt, bei laufendem Klinikbetrieb vorgenommen werden. Der Kühlbedarf mit jeweils unterschiedlichen Kühllasten erstreckte sich dabei über die Lüftungsanlagen und das Rechenzentrum des Klinikums, die bildgebenden Abteilungen der klinischen Diagnostik MRT und CT sowie zusätzlich die Kühlung von Anlagen der Nuklearmedizin, Druckluftkompressoren, die Rückkühlung der Kaltwassersätze bis hin zu Mikroskopen und medizinischen Geräten.

Für die im Winter erforderlichen 4,5 MW Kälteleistung stellte acr chiller rent acht Mietkältemaschinen mit jeweils 50 kW, weitere zwölf mit 130 kW sowie zehn mit 250 kW Kälteleistung bereit. Diese verfügten je nach Anlagentyp über laufruhige Scroll- oder Schraubenverdichter und dienen der zuverlässigen, mechanischen Kaltwasser- beziehungsweise Flüssigkeitskühlung.

Die Steuerung und Regelung erfolgt über ein integriertes „Micro Tec III“-Controller-Modul von Siemens. Im Falle von zwei parallel geschalteten Anlagen pro System sorgt eine übergeordnete Steuerung für eine Störumschaltung im Falle eines Ausfalles. Außer den Kältemaschinen wurden auch alle peripheren Komponenten und sonstigen Ausrüstungen für die temporäre Kälteversorgung geliefert, wobei die Maschinen, Netzpumpen und Pufferspeicher aus Gründen einer 100-prozentigen Ausfallsicherheit komplett redundant bereitgestellt werden mussten.

Die einzelnen Mietkomponenten umfassten 33 frequenzgeregelte Einzelpumpen, kombiniert zu 15 Redundanz-Doppelpumpen mit Volumenströmen bis 45 m³/h, 17 Ausdehnungsgefäße mit einem Volumen von jeweils 1.000 Liter zum Ausgleich der Druckschwankungen, 26 Pufferspeicher mit Düsenrohr und einem Speichervolumen von 500 bis 2.000 Liter und eine Anbindung an die GLT zur Übermittlung aller relevanten Daten sowie gegebenenfalls auftretender Störungen. Insgesamt wurden auf dem Gelände 2.100 m Schlauch der Dimension DN 50 bis DN 150 verlegt, davon allein 1.300 m in DN 100-Größe. Mobile Fahrplatten dienten als Unterlage für die Transporte auf den Rasenflächen und unbefestigten Untergründen. Die Anlieferung sämtlicher Mietkälteausrüstungs-Komponenten erfolgte mit 15 40-Tonnen-Lkw. Zudem war während der gesamten Mietdauer von über zwei Jahren ein Geländestapler vorgehalten. Die Sanierungsmaßnahmen fanden jeweils in den Wintermonaten statt.