CIAT installiert ein Kältespeichersystem für das Krankenhauszentrum im nordfranzösischen Valenciennes

Die Bettenkapazität des Jean-Bernard-Hospitals in nordfranzösischen Valenciennes wurde im Rahmen eines 70.000 Quadratmeter-Projektes (einschließlich einer Erweiterung um 55.000 Quadratmeter) auf 1.000 Betten vergrößert. Die CIAT-Lösung liefert die Kühlleistung für das gesamte Gebäude, sowohl in den neuen wie in den alten Bereichen, von den Krankenzimmern bis zu Technikräumen, die permanent gekühlt werden müssen, wie etwa Tomografieräume und Operationssäle. Das Kältespeicherverfahren sammelt und speichert die Kälte, wenn der Bedarf im Gebäude gering ist, hauptsächlich während der Nacht, und nutzt dazu die kühlere Außentemperatur für den Verflüssiger. Der gleichmäßige Verlauf der Kälteproduktion über 24 Stunden senkt die Energiekosten und ermöglicht eine optimale Dimensionierung der Klimaanlage.

„Für uns hat das Cristopia-System drei wesentliche Vorteile“, sagt Stephane Brison, der Projektmanager des Ingenieurunternehmens SODEG, das die Lösung installiert hat: „Erstens ist die Anlage kleiner: Ursprünglich benötigten wir eine Lösung von 4.000 kW, doch mit Cristopia genügen 2.200 Kilowatt. Ohne den Kältespeicher müssten wir also eine 4.000-kW-Anlage einbauen und deshalb einen Stromliefervertrag über die doppelte Energiemenge abschließen, und außerdem eine zusätzliche Last von 15 bis 30 Tonnen auf dem Dach des Gebäudes installieren. Zudem arbeitet das Cristopia-System mit billigem Nachtstrom. Die Kühlkapazität wird während der Nacht produziert und erst tagsüber geliefert, wenn der Stromtarif hoch ist. Das Verfahren vermeidet damit sehr teure Verbrauchsspitzen. Und nicht zuletzt benötigt Cristopia im Unterschied zu einem klassischen Röhrenwärmetauscher keine Wartung. Es muss weder mit Chemikalien behandelt noch regelmäßig geleert werden, um die volle Leistungsfähigkeit zu behalten. Außerdem verbessert der Wechsel des Stromverbrauchs vom Tag in die Nachtzeit die Klimabilanz des Gebäudes.“

Der Projektmanager empfahl diese Lösung: Drei CIAT Powerciat-Einheiten mit einer Gesamtkapazität von 2.150 Kilowatt werden auf dem Dach des Hauptgebäudes neben der Hubschrauberlandefläche installiert. Der primäre Glykolkreislauf leitet die Kälte in vier unterirdische Tanks mit jeweils 45 Kubikmeter Inhalt für die Kältespeicherkörper. Von dort verteilt der Sekundärkreislauf die Energie auf die Sub-Stationen, die wiederum die Luftbehandlungseinheiten sowie die Endgeräte stellen. Mehr als 100 Komforteinheiten von Typ CIAT COADIS2 versorgen die Büros des Krankenhauses.

„Das Gesamtangebot von CIAT war sehr wichtig für unsere Entscheidung“, sagt Morad Rahal, der Technische Leiter des Klinikums: „Die Lieferung des
Cristopia-Speichersystems wie auch der Kühleinheiten und der Regeleinheiten aus einer Hand ist sicher ein Vorteil. So konnten sie uns ein optimales System und optimale Ergebnisse anbieten.“

Mit 25 Jahren Erfahrung mit Speichersystemen für Wärmeenergie ist die CIAT-Gruppe heute der Weltmarktführer in diesem Bereich. Mit einer installierten Basis von mehr als 2.500 Cristopia-Systemen erspart das Unternehmen täglich mehr als 800 Megawatt an elektrischer Energie. Maßgeblich beigetragen zu diesem Erfolg haben der große Nutztemperaturbereich von –33 bis +27 Grad Celsius sowie die überlegene Energieeffizienz im Vergleich zu anderen Lösungen auf dem Markt.

Als Kältespeicherkörper nutzt das Cristopia-System Polyolefin-Hohlkugeln, die durch Extrusionsblasformen hergestellt werden und mit einem Latentwärmespeichermaterial gefüllt sind, das die Energie über einen Phasenwechsel speichert. Neben ihrer hohen thermischen Leistung für den Wärmeaustausch bieten die Cristopia-Speicherkörper eine außergewöhnlich lange nutzbare Labensdauer von mehr als 30 Jahren unter Normalbedingen.

Betriebsarten:

Nur Speicherung: Während der Nacht wird die die Kühlflüssigkeit mit Hilfe der Kühleinheit abkühlt. Diese Flüssigkeit zirkuliert mit einer Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes des Phasenwechselmaterials in den Hohlkörpern, das daraufhin kristallisiert.

Direktproduktion: Wenn der Kältebedarf geringer ist als die Leistung der Kühleinheit, wird die Kälte direkt durch die Kühleinheit geliefert.

Kältelieferung allein: Das Wärmeenergiespeichersystem kann auch alleine, ohne Kühleinheit genutzt werden (als Reserve oder in Zeiten mit Verbrauchsspitzen). Das Kühlmittel erreicht das System dann mit einer Temperatur oberhalb der Schmelzpunktes des Phasenwechselmaterials und wird beim Kontakt mit den Kugeln abgekühlt.

Direktproduktion und Kältelieferung: Wenn der Kältebedarf größer ist als die Leistung der Kühleinheit, lässt sich dieser Bedarf durch einen kombinierten Betrieb der Kühleinheit und des Speichersystems decken.

Direktproduktion und Speicherung: In diesem Betriebszustand (üblicherweise bei Nacht) lädt die Kühleinheit das Speichersystem und bedient zugleich den nächtlichen Kältebedarf (maximal 10 bis 15 Prozent der Kühlleistung für die Speicherung).

Cristo'Control

Zur Verwaltung der Kühleinheit dient ein einzigartiges Steuerungssystem aus der Baureihe Cristo'Control, das CIAT speziell optimiert hat. Die Steuerung wird in einem kleinen Schaltschrank montiert, der mit der allgemeinen Stromversorgung und der Messtechnik verbunden ist. Die intelligente Lösung verwaltet sämtliche Parameter, um den energetischen Gesamtwirkungsgrad der Listungseinheit im Laufe des Jahres zu optimieren.

Cristo'Control reagiert dynamisch auf die strategischen Entscheidungen des Anwenders, auf die Speicherrate, die Jahreszeit, die Klimaverhältnisse, die Stromtarife sowie auf den Aufbau der Anlage, mit dem Ziel der höchstmöglichen Zuverlässigkeit und der besten System-Gesamtleistung. Die Überwachung der Installation geschieht wahlweise lokal (über ein Anzeigefeld an der Cristo'Control-Einheit) oder aus der Ferne (durch den Versand von Informationen an eine oder mehrere entfernte Stationen nach Wahl des Anwenders, etwa zu einem Wartungsunternehmen) über eine serielle Schnittstelle oder eine ADSL-Leitung.

Die Fernüberwachung über die Internetseite www.cristocontrol.com ermöglicht die Analyse der Installation in Echtzeit ebenso wie auf mittlere und langfristige Sicht. Die Überwachung von Abweichungen der Betriebsparameter erlaubt eine vorbeugende Wartung. Dies senkt das Risiko von Reparaturen und Kosten und verbessert zugleich die Betriebsgüte. Die langfristige Fernüberwachung ermöglicht es, die Steuerungsstrategie an veränderte Bedürfnisse oder neue Stromtarife anzupassen.

Bildunterschriften:
VAL1.jpeg: PowerCiat-Kühleinheiten auf dem Dach
VAL2.jpeg: Cristopia-Kältespeichertanks
VAL7.jpeg: Überwachung der Anlage mit Cristo'Control