DIN EN 17671 (2021)

Die DIN EN 17671 definiert Anforderungen und Kriterien zur Planung von Kühlanlagen in Gebäuden und Räumen, die mit Wasser als Kälteträgermedium arbeiten. Es geht darum, ein vorgegebenes Raumklima bei einem minimalen Verbrauch an Energie sicherzustellen.

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DIN EN 17671: Heizungsanlagen und wassergeführte Kühlanlagen in Gebäuden – Planung von wassergeführten Kühlanlagen

Erscheinung
Entwurf Juli 2021 (neu erstellt)

Umfang, Kosten
67 Seiten (deutsch/englisch), zirka 120 € (www.beuth.de)

Zielgruppen:
LüKK-Fachplaner und -Anlagenbauer, Gebäudebetreiber, Hersteller von wasserbasierten Raumklima-Innengeräten und -systemen

Die Zusammenfassung, Analyse und Kommentierung der Norm wurde für cci Wissensportal von Dr.-Ing. Manfred Stahl erstellt. (Stand: August 2021)

Inhalt, Resümee, Bedeutung

Der „deutsche Teil“ der DIN EN 17671 (der zweite Teil ist englisch) umfasst 34 Seiten mit fünf Kapiteln und zwei informativen Anhängen. Auch wenn der Titel der Norm den Begriff „Heizungsanlagen“ enthält, geht es in ihr ausschließlich um wassergeführte Kühlsysteme. Dazu beschreibt und definiert die DIN EN 17671 Anforderungen und Kriterien zur Planung von Kühlanlagen in Gebäuden und Räumen, die mit Wasser als Kälteträgermedium arbeiten. Durch den Betrieb dieser Anlagen soll ein vorgegebenes Raumklima bei einem minimalen Verbrauch an Energie sichergestellt werden. Zu den in der Norm behandelten Kühlanlagen zählen folgende Komponenten und Geräte:

  • Anlagen zur Kälteerzeugung (Flüssigkeitskühlsätze) und zur Speicherung von Kaltwasser
  • Rückkühler zur Wärmeabführung aus der Kälteanlage
  • Einrichtungen zur Absorption der Wärme („Kälteübergabe“) und zur Verteilung des Kaltwassers zu den Nutzerstellen (Kühler).
    Anmerkung: Welche Geräte und Komponenten mit „Kühler“ gemeint sind, zeigt Bild 1 der Norm. Es handelt sich wesentlich um Gebläsenkonvektoren, Kühlbalken und Induktionsgeräte. Der Verfasser interpretiert Bild 1 aber so, dass damit auch Kühler in RLT-Geräten und Kühlflächen in Räumen (Kühldecken, Kühlsegel, Betonkerntemperierung) gemeint sind. Dazu steht bei den Begriffserläuterungen unter 3.4: „Kühler. Komponenten zur Abführung der Wärme aus einem gekühlten Raum, wie z. B. Gebläsekonvektor, eingelassener Kühler, Kühlterminal und Kühlschlange“. Hier wären Präzisierungen im Weißdruck der Norm wünschenswert.
  • Systeme zur Regelung des Systems.

Im Vorwort wird betont, dass in der Norm nicht die Kälteanlage selbst, sondern nur die Komponenten des Kältesystems behandelt werden, die ein integraler Bestandteil der Kühlanlage sind. Ebenfallsicht in der Norm behandelt werden Aspekte zu Installation, Betrieb, Wartung und Nutzung der Anlagen sowie zur Auslegung der Anlagenkomponenten (Kälteerzeugung, Rückkühlung, Rohrleitungen) im Hinblick auf deren Leistungen.

Kapitel 2 bis 4

Im Kapitel 2 der Norm wird unter anderem auf folgende technische Regeln verwiesen:

  • DIN EN 12170 und DIN EN 12171: Heizungsanlagen in Gebäuden. Betriebs-, Wartungs- und Bedienungsanleitungen
  • DIN EN 16798: Lüftung von Gebäuden. Teil 1: Eingangsparameter für das Innenraumklima zur Auslegung und Bewertung der Energieeffizienz von Gebäuden bezüglich Raumluftqualität, Temperatur, Licht und Akustik
  • DIN EN 14336: Heizungsanlagen in Gebäuden. Installation und Abnahme der Warmwasser-Heizungsanlagen

Kapitel 3 enthält Erläuterungen zu 34 in der Norm verwendeten Begriffen. In Kapitel 4 stehen in zwei Tabellen Symbole und Indices.

Kapitel 5: Anforderungen an die Systemauslegung

Mit einem Umfang von 15 Seiten ist Kapitel 5 mit 13 Unterkapiteln der wichtigste Baustein der DIN EN 17671.

Kapitel 5.1: Allgemeine Anforderungen
Hier wird gefordert, dass Kühlanlagen und deren Leistungen so geplant und projektiert werden müssen, dass sie in den zu kühlenden Räumen stets die zum Beispiel gemäß DIN EN 16798 Teil 1 vorgegebene thermische Behaglichkeit sicherstellen können (Temperatur, Feuchte, Luftgeschwindigkeit). Um den Energiebedarf zur Raumkühlung zu minimieren und einen wirtschaftlich optimierten Betrieb zu ermöglichen, sollen bereits bei der Planung – auch des Gebäudes – Maßnahmen zum Verringern der Heiz- und Kühllasten ergriffen werden. Dazu zählen zum Beispiel:

  • Installation von außenliegenden Sonnenschutz- und Verschattungssystemen
  • Betrieb von energieeffizienten Beleuchtungsanlagen (geringe innere Wärmelasten)
  • Berücksichtigung von Verfahren zur passiven und freien Kühlung
  • Planung von Kühlanlagen, die mit möglichst hohen Kaltwassertemperaturen betrieben werden können (bessere Energieeffizienz).

Kapitel 5.2: Anforderungen an die Vorentwurfsinformationen
In diesem Kapitel stehen mehr als 20 Aspekte und Kriterien, die bei der Planung des Kühlsystems berücksichtigt und dokumentiert werden müssen. Diese sind unter anderem:

  • Außentemperatur und absolute Luftfeuchte im Nenn-Auslegungsfall
  • Soll-Innentemperaturen in den zu kühlenden Räumen (gemäß DIN EN 16798 Teil 1)
  • Art der Kälteerzeugung (Energiequellen) für das Kaltwasser
  • Position des Kälteerzeugers (Innen-/Außenaufstellung) auch unter Berücksichtigung der Zugänglichkeit für Instandhaltung sowie der (minimalen) Verrohrung für das Kühl- und Kaltwasser
  • Aufstellort des Rückkühlers
  • MSR-Technik zur Steuerung der Gesamtanlage (auch Teillast)
  • Art und Anordnung der Kühler und der Kühlflächen (inklusive Kondensatablauf)
  • Rohrstrangschema und hydraulischer Abgleich.

Kapitel 5.3: Das Kälteerzeugungssystem
In drei Unterkapiteln werden Anforderungen an das System zur Erzeugung des Kaltwassers beschrieben. Hierbei ist die Anlage so zu projektieren, dass sie bei jedem Betriebszustand die in der Kühllastberechnung ermittelte thermische Leistung liefern kann. Es ist zu prüfen, ob bezogen auf den Ganzjahresbetrieb der Anlage (inklusive Teillast) durch das Einbeziehen eines Kaltwasserspeichers und/oder die Verteilung der Kälteerzeugung auf mehrere kleinere Anlagen die Effizienz der Gesamtanlage verbessert werden kann.
Im Kapitel 5.3.3 geht es speziell um Anforderung an die wasserbasierte Wärmeabführung aus der Kälteanlage an einen Rückkühler mit unter anderem folgenden Kriterien: Auslegung der Vor- und Rücklauftemperaturen auch in Abhängigkeit von den Außenluftbedingungen, Trocken- oder Nasskühlturm, Leistung, Regelung, Geräusche, Freikühlung, Energieeffizienz.

Kapitel 5.4: Primäre und sekundäre Verteilerkreisläufe
Dieses Kapitel behandelt in mehreren Unterkapiteln die primären und sekundären Verteilerkreisläufe zum Beispiel im Hinblick auf folgende Aspekte:

  • Auslegung der Wassermassenströme und Kühlwassertemperaturen für die Verbrauchergeräte inklusive der zugehörigen Regelung (Sicherstellen der Nennleistungen der Kühler)
  • Maßnahmen zur Verhinderung des Eindringens von Luft in die Wasserkreisläufe und von Korrosion
  • Einsatz von Frostschutzmitteln prüfen
  • Minimierung der Druckverluste in allen hydraulischen Systemen und Einsatz energieeffizienter Pumpen.

Im Kapitel 5.4.5 stehen ergänzend viele Anforderungen speziell an Rohrleitungen (Dimensionierung, Kondensation vermeiden, Dämmung, geringe Druckverluste, Materialien, sichere Montage). Diese Aspekte werden auch im informativen Anhang A vertieft.

Kapitel 5.5: Kälteübergabesystem – Kühler
In diesem Kapitel werden in sechs Unterkapiteln Vorgaben an Raumkühl-Innengeräte und generell an Kühler beschrieben. Diese müssen so projektiert und ausgelegt werden, dass sie bei der Kühllast und der festgelegten Kaltwasser-Vorlauftemperatur die gewünschte thermische Behaglichkeit im Raum bei geringen Geräuschemissionen sicherstellen können. Hierbei ist auch eine geeignete Positionierung der Geräte im Raum (Decke, Wand, Boden) und die Regelung für einen bestmöglichen Teillastbetrieb von hoher Bedeutung. Auch eine stets sichere Erfassung und Abführung von Kondensat ist zu beachten.

Kapitel 5.6: Die Regelungen der Kühlanlagen
In diesem Kapitel geht es ausschließlich um Regeleinrichtungen im Kühlwasserkreislauf, also vom Kaltwassererzeuger zu den Kühlern, für den Voll- und den Teillastbetrieb. Hierbei wird betont, dass das thermische Raumklima auf einfache Weise regelbar sein sollte, zum Beispiel durch den Einsatz einer Einzelraumtemperaturregelung in Verbindung mit einer Regelung der Zulufttemperatur. In Unterkapiteln werden beschrieben:

  • zentrale Regelung
  • raumweise Temperaturregelung
  • Zonenregelung
  • Zeitregelung der Kühlung
  • Regelung der Zulufttemperatur.

Kapitel 5.7: Sicherheitstechnische Einrichtungen
Wassergeführte Kühlanlagen müssen mit sicherheitstechnischen Einrichtungen ausgestattet werden, die zum Beispiel folgende Fehlfunktionen vermeiden sollen:

  • Überschreitung der maximalen oder minimalen Betriebstemperatur und des Betriebsdrucks
  • unzureichender Wärmetransport aufgrund von Wassermangel im Kälteerzeuger

In Unterkapiteln geht es um Anforderungen an folgende Faktoren:

  • Schutz gegen das Unterschreiten der für die Anlage festgelegten minimalen Sicherheitstemperatur
  • Sicherheitsventile (Bewertung, Auslegung und Anordnung)
  • Strömungswächter
  • Druckhaltesysteme.

Kapitel 5.8: Betriebliche Anforderungen
Um einen sicheren und wirtschaftlichen Betrieb aufrechtzuerhalten, müssen wassergeführte Kühlanlagen auf der Kaltwasserseite und auf der Kühlwasserseite folgende Einrichtungen aufweisen:

  • zur Überwachung der Betriebsbedingungen (Temperaturen, Drücke)
  • zur Regelung der Betriebstemperatur und des generellen Betriebs (Ein-Aus-Modus, stufenweise oder gleitende Regelung)

In Unterkapiteln werden darüber hinaus erläutert:

  • Systeme zur Überwachung der Betriebsbedingungen
  • Temperatur-/Leistungsregler zur Anpassung an unterschiedliche Betriebsbedingungen
  • Druckhaltekontrolleinrichtungen
  • Füll- und Nachspeiseeinrichtung

Kapitel 5.9: Wärmedämmung
Alle Komponenten des Systems zur Kälteverteilung inklusive der Rohrleitungen müssen mit einer dafür geeigneten diffusionsdichten Wärmedämmung ausgestattet werden. Dadurch sollen Energieverluste minimiert und Kondensation verhindert werden. Dieses Kapitel enthält dazu zwei Tabellen:

  • maximaler Wärmedurchgang in W/m²K in Abhängigkeit vom Durchmesser der Rohrleitung und von der Dämmungsklasse 2 bis 5
  • minimale Dämmstoffdicken in Abhängigkeit vom Durchmesser der Rohrleitung, der Wärmeleitung der Dämmung und der Dämmungsklasse.

Kapitel 5.10: Vermeidung von Korrosion
In diesem Kapitel werden Vorgaben beschrieben, um dauerhaft Korrosion an Rohrleitungen und Komponenten der gesamten Kühlanlage zu verhindern.

Im Kapitel 5.11 geht es um die Dokumentation der Anlagenauslegung. Kapitel 5.12 enthält Anweisungen zur Wartung, zum Betrieb und zur Nutzung (Verweise auf DIN EN 12170 und DIN EN 12171). Gemäß Kapitel 5.13 muss die Montage und Inbetriebnahme der Anlage auf Basis der DIN EN 14336 „Heizungsanlagen in Gebäuden – Installation und Abnahme der Warmwasser-Heizungsanlagen“ (2005) erfolgen.

Informativer Anhang A:

Hinweise für die Auslegung von Membran-Druckausdehnungsgefäßen (statische Druckhaltung) und Druckhaltestationen (dynamische Druckhaltung) für geschlossene Systeme
Dieser Anhang enthält Anforderungen an Membran-Druckausdehnungsgefäße in den Unterkapiteln A.1 „Allgemeines“ und A.2 „Berechnung der Größe des Druckausdehnungsgefäßes“ in Abhängigkeit von der Gesamtfüllmenge der Anlage und der temperaturabhängigen Volumenänderung des Wassers.

Informativer Anhang B:
Hydraulikpläne für Heizung und Kühlung

In diesem Anhang stehen fünf Abbildungen mit Hydraulikplänen für folgende Anwendungen:
Bild 1: Selbsterhaltendes, pumpengeregeltes Druckhaltesystem mit angeschlossenen Ausdehnungsgefäßen gleicher Größe und Montageebenen und ohne weitere, klar definierte hydraulische Netzverbindungen
Bild 2: Druckhaltesystem mit Master-Slave-Verbindung und mit einem definierten hydraulischen Netzanschluss am hydraulischen Neutralpunkt
Bild 3: Selbsterhaltende Druckhaltung (optionales Druckhaltesystem) mit definiertem hydraulischen Netzanschluss am hydraulischen Neutralpunkt und Entgasung im Kühlkreislauf
Bild 4: Druckhaltesystem in einem Regelungsverbund mit einem geregelten temporären hydraulischen Netzanschluss am hydraulischen Neutralpunkt
Bild 5: Statische Druckhaltung über Membran-Ausdehnungsgefäße mit einem definierten hydraulischen Netzanschluss am hydraulischen Neutralpunkt.

Die Zusammenfassung der Norm wurde für cci Wissensportal von Dr. Manfred Stahl erstellt. (Stand: August 2021)

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