05 Feb 2020

So sind Sie Ihrer alternden HLK stets einen Schritt voraus

Maschinenbauingenieure Web
 

Eine Klimaregelung ist für praktisch jedes Gebäude unverzichtbar, ganz gleich, ob es sich um Wohn-, Gewerbe- oder Industriegebäude handelt. Wenn es nicht gelingt, die Räumlichkeiten warm oder kühl genug zu halten, führt das zu Produktivitätseinbußen, einer Beschädigung von Ausrüstung und Gütern und sogar bis hin zu Abschaltungen. Somit ist die Installation eines erstklassigen HLK-Systems unabdingbar.

Aber kein System, ganz gleich, wie beeindruckend dieses auch sein mag, hält ewig. Was passiert also, wenn einzelne Komponenten und Einheiten langsam zu altern beginnen? Woher sollen Sie wissen, wann Sie diese austauschen müssen oder ob eine Reparatur sinnvoll ist? Und wie verlängern Sie die Lebensdauer Ihres HLK-Systems, um das Unvermeidliche zu verhindern? 

Wozu dient das HLK-System? 

Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen (HLK) nutzen die Prinzipien der Wärmeübertragung, der Thermodynamik und der Strömungsmechanik für Temperaturregelungen jedweder Art. Dazu gehören die Komfortheizung und -kühlung, der Schutz von Rechenzentren und Equipment in den Leitständen vor Überhitzung, die Beseitigung von verbrauchter Luft und die Frischluftzirkulation innerhalb eines Gebäudes.

Der Begriff HLK umfasst alles, von unseren Klimaanlagen zu Hause bis hin zu den riesigen, komplexen Systemen, die in Büros, Krankenhäusern, Schulen und Industriegebäuden installiert sind. 

Wie haben sich HLK-Systeme im Laufe der Zeit entwickelt?

Die Geburtsstunde der modernen Klimaanlage war 1902, als Willis Carrier Pläne für ein System entwarf, das die Produktionsräume in der Druckerei, in der er arbeitete, kühlen sollte, um zu verhindern, dass bei der Arbeit Bücher beschädigt werden. 

Bei diesen frühen Versionen wurde kaltes anstelle von heißem Wasser durch die Heizschlangen geleitet, so wurde die Luft abgekühlt, die darüber strömte. Im Laufe der Zeit wurde die Konstruktion immer weiter verbessert: kaltes Wasser wurde durch Kältemittel ersetzt, Klimaanlagen und die zugehörigen Entlüftungs- und Rohrleitungen schrumpften, die Energieeffizienz der Geräte wurde deutlich verbessert und ozonabbauende Chemikalien wurden durch umweltfreundlichere Kühlmittel ersetzt. 

Kürzlich wurden das Internet der Dinge und die damit verbundenen Technologien erschaffen und für die Klimaregelung per Fernsteuerung, intelligente Energienutzung und Leistungsüberwachung eingesetzt. Der Betrieb der HLK-Systeme ist heute wesentlich kostengünstiger und energieeffizienter als jemals zuvor. 

Wie sind moderne HLK-Systeme konfiguriert? 

Kommerzielle HLK-Systeme in großen Gebäuden arbeiten mit einem Kompressor, um den Druck und die Temperatur des Kältemittels zu erhöhen. Der Kompressor bläst dann heiße Luft von außen über den Kondensator, um sie zu verflüssigen, bevor das Expansionsventil das Kältemittel in eine kalte Flüssigkeit mit niedrigem Druck umwandelt. Der Verdampfer überträgt Wärme und wandelt die kalte Flüssigkeit in ein Gas um, das gerade warm genug ist, um umgewälzt zu werden. 

Die genaue Konfiguration hängt von verschiedenen Faktoren ab, insbesondere davon, ob Elektrizität oder Gas als Brennstoff für die Heizelemente verwendet wird, von der Art des Kühlmittels, davon, ob die Wärme oder Kühlung durch Luftkanäle oder das Wassersystem bereitgestellt wird und davon, ob ein spezielles Belüftungssystem vorhanden ist oder nicht. 

Das System kann je nach Gebäude auch Kühltürme, Kältemaschinen, Kessel, Heizkörper und Wärmepumpen beinhalten, die Wärme aus Luft oder Wasser gewinnen und/oder Dachgeräte, die klimatisierte Luft in den Bereich innerhalb des Gebäudes leiten.

Diese Systeme funktionieren entweder durch den Einsatz von Klimageräten, die an ein Kanalnetz angeschlossen sind, das die Wärme und die kühle Luft im Gebäude verteilt, oder durch den Einsatz einer Reihe von kleineren Systemen, die separat arbeiten, z. B. mechanische Lüftung, Heizkörper zum Heizen und Komfortkühlgeräte, die über den gesamten Bereich verteilt sind. Die meisten Betreiber versuchen außerdem, „passive“ Formen der Belüftung zu integrieren, um ihren Energieverbrauch und ihre Kosten zu senken.  

Was passiert, wenn diese Systeme in die Jahre kommen?

Kältemaschinen, Klimageräte, Klimaanlagen und sonstige HLK-Geräte werden mit zunehmendem Alter immer unzuverlässiger. HLK-Systeme sind bei ordnungsgemäßer Wartung auf eine Lebensdauer von 10 bis 30 Jahren ausgelegt, wobei es durchschnittlich 20 Jahre dauert, bevor die ersten Ausfälle auftreten. 

Um diese Aussage zu relativieren folgendes Beispiel: in den USA gibt es an die 6.000 zugelassene Krankenhäuser mit mehr als 900.000 Betten und einem Gesamtbudget von fast 1 Billion Dollar. Dahinter steckt eine gigantische HLK-Infrastruktur, die zur Gesundheit und zum Wohlbefinden der Menschen in unserem Land beiträgt, und wenn diese Infrastruktur ins Straucheln gerät, lassen die negativen Folgen nicht lange auf sich warten. 

Wenn die Kosten für eine proaktive Wartung oder Notfallreparatur etwa 5 % der Kosten für den Austausch der betreffenden Einheit übersteigen, müssen Sie sorgfältig darüber nachdenken, ob es nicht wirtschaftlich sinnvoller wäre, sich einfach für eine neue Einheit zu entscheiden.

Und das nicht nur, weil Sie wahrscheinlich zukünftig 20 weitere Reparaturen bezahlen müssen. Sondern auch deshalb, weil die Leistung dieser Geräte, die nicht dem Standard entsprechen, wahrscheinlich ebenfalls sinkt, was Ihre Energiekosten in die Höhe treibt. Wenn Sie sich bei geschäftskritischen Vorgängen auf die HLK-Anlage verlassen, kann es zu ungeplanten Ausfällen und teuren Abschaltungen kommen, wenn Sie zu viel Zeit verstreichen lassen.

Dies gilt auch für die kleinen Komponenten, die Teile eines großen, komplexen Systems verbinden. Die HLK ist in der Regel von Ihren elektrischen Systemen und/oder Rohrleitungssystemen abhängig, so dass alle Probleme aufgrund von fehlerhafter Verkabelung, veraltetem elektrischem Equipment oder vernachlässigten Rohren, die langsam undicht werden oder platzen, Ihren Betrieb ins Chaos stürzen können.

Der Austausch von älteren Einheiten oder Systemen kann jedoch ein großes Problem sein - vor allem bei unterirdischen Systemen, Dachsystemen oder Systemen, die aus anderen Gründen schwer zugänglich sind. Wenn man diese jahrzehntelang vernachlässigt hat, befinden sich diese Systeme oft mitten in einem Netz aus alten Leitungen oder Rohren, und es kann äußerst schwierig sein, sich einen Weg durch dieses Netz zu bahnen, ohne Schaden anzurichten!

Was kann ich dagegen tun?

Der Schlüssel ist die vorbeugende Wartung. Behalten Sie das HLK-System Ihres Gebäudes genau im Auge und führen Sie regelmäßige Kontrollen durch, um zu überprüfen, ob das gesamte Equipment noch einsatzfähig ist - oder ob Sie irgendwelche Komponenten austauschen müssen. 

Schauen Sie sich zunächst die Wasserpumpe, die Ablassleitungen und die Kompressoren an. Wie alt sind diese Komponenten? Sehen sie aus, als ob sie in Kürze das Ende ihrer Nutzungsdauer erreicht haben? 

Um das Risiko eines Wasserschadens im Gebäude zu minimieren, erstellen Sie einen Wartungsplan und einen Prüfplan für das Equipment, der auf monatlichen, saisonalen oder jährlichen Aufgaben und Anforderungen basiert. 

Stellen Sie außerdem sicher, dass Sie Informationen darüber zusammenstellen, wann die einzelnen HLK-Komponenten installiert wurden (und wann diese Komponenten ersetzt werden sollten), ebenso über die Spezifikationen der einzelnen Ausrüstungskomponenten (mit Modell- und Seriennummer), Aufzeichnungen über die Historie des Equipments (mit Installations- und Reparaturterminen), eine Liste der Ersatzteile, die Sie möglicherweise benötigen, mit Angaben der Quellen, wo Sie diese beziehen können, Berichte über den Luftausgleich und Luftstromspezifikationen, zusammen mit Bauplänen und den Betriebsorten des Systems für die zugehörigen Sanitär-, mechanischen und elektrischen Systeme. 

Wenn Sie viel älteres Equipment haben, sollten Sie sorgfältig darüber nachdenken, ob es langfristig kostengünstiger wäre, das gesamte System auf einmal aufzurüsten oder hocheffiziente Mietgeräte einzusetzen, anstatt direkt in ein teures neues System zu investieren.

Ganz gleich, ob Sie sich für eine Aufrüstung, Anmietung oder die sorgfältige Wartung Ihres vorhandenen Systems entscheiden, das Wichtigste ist, dass Sie frühzeitig eingreifen, um etwaige HLK-Probleme in Ihrem Gebäude zu beheben. Das hilft Ihnen dabei, einen Totalausfall des Equipments zu vermeiden und gleichzeitig Ihre täglichen Betriebskosten zu senken. Es lohnt sich, die Investition jetzt zu tätigen!