BASF Creation Center, Ludwigshafen am Rhein

HVRF-System mit Flusswasser als Energiequelle

Mit dem BASF Creation Center hat der weltbekannte Chemiekonzern einen Ort geschaffen, an dem die kreativsten Köpfe des Unternehmens gemeinsam mit Kund:​innen des Bereichs Performance Materials das werkstoffliche Know-how zu maßgeschneiderten Kunststoff-Lösungen entwickeln können. Spektakulär ist dabei nicht nur der Ort des Gebäudes auf einem ehemaligen Luftschutzbunker mit einer beeindruckenden Fassade, auch die installierte Hybrid-VRF-Klimatechnologie, die mit wassergeführten Außengeräten zur Innenaufstellung Flusswasser als Energiequelle nutzt, verdient eine nähere Betrachtung.

Ausgangsbedingungen
Für das neue BASF Creation Center wurde ein ehemaliger Luftschutzbunker am Standort Ludwigshafen um einen Kubus mit einer Kantenlänge von 24 Metern erweitert, in dem auf zwei Etagen eine Fläche von rund 1.000 m² entstanden ist. Das Creation Center bringt Kund:​innen der BASF mit Designer:​innen und Spezialist:​innen für Performance Materials zusammen, um speziellen Anforderungen simulieren zu können. Der aufgesetzte Kubus beinhaltet neben Mitarbeiterbüros und Seminarräumen vor allem einen großen zentralen Raum, der einem Hörsaal nachempfunden ist, und mit einer Werkstatt kombiniert wurde. Neben Arbeitsplätzen für die BASF-Mitarbeiter:​innen werden hier flexibel nutzbare Arbeitsplätze zur Verfügung gestellt. Für besondere Aufmerksamkeit sorgt eine spektakuläre, vorgehängte Fassade, die mit Licht- und Schattenwirkung spielt.

Herausforderungen
Auch bei der technischen Gebäudeausrüstung waren hohe Anforderungen zu erfüllen, wie das Gebäude energieeffizient betrieben und eine flexible Nutzung garantiert werden kann. Die Lüftungs- und die Kälte- bzw. die Wärmeversorgungsanlage wurde durch den Planer Dipl.-Ing. (FH) Markus Schwalb, Geschäftsführer der Enacon GmbH, Ingenieurbüro für Energie- und Anlagenconsulting Ludwigshafen, für die BASF Wohnen + Bauen (BWB) geplant.
Eine Herausforderung war, dass der Bunker unter Denkmalschutz steht und dadurch die Denkmalbehörde mit in den Genehmigungsprozess involviert war. Die baurechtliche Situation ließ eine Aufstellung auf dem Dach oder im Außenbereich nicht zu, sodass eine Aufstellung klassischer luftgekühlter VRF-Außengeräte im Außenbereich nicht möglich war. „Auch andere Lösungsansätze wie beispielsweise eine klassische Fernwärme-Versorgung für die Beheizung im Verbund mit einer Direktverdampfer-Anlage zur Kühlung wurden in der Vorplanungsphase in Betracht gezogen“, erklärt hierzu Schwalb. Parallel galt die Anforderung für dieses „Leuchtturmprojekt“ eine innovative Lösung zu realisieren, die im Sinne der Nachhaltigkeitsstrategie der BASF so energieeffizient und umweltschonend wie möglich ist und den neuesten Stand der Technik widerspiegelt.

Hybrid VRF-System mit Flusswasser als nachhaltige Primärenergiequelle
Gelöst wurde diese Aufgabe durch die Anbindung an ein bestehendes Flusswassersystem der BASF zur Primärenergieversorgung von Wärmepumpen. Das Funktionsprinzip dieses Anlagenkonzepts ist einfach und wirkungsvoll:​ Das Flusswasser wird aus einem Brunnen heraufgepumpt und die Wärme aus dem Primärkreislauf über einen Plattenwärmetauscher an einen Sekundärkreislauf abgegeben, der die Energie wiederum auf das Kältemittel in den Klimageräten überträgt.
Das alles findet in einem Technikraum im Untergeschoss des Treppenturms statt, wobei die Flusswasserentnahme direkt aus dem Flusswassernetzsystem der BASF speist. Als Lösung kommt das Hybrid VRF R2-System aus der City Multi-Serie von Mitsubishi Electric zum Einsatz. Dabei übernimmt das Flusswasser die nachhaltige Energieversorgung der wassergeführten Wärmepumpen. Das Hybrid VRF R2-System ist das erste 2-Leitersystem zum simultanen Kühlen und Heizen mit Wärmerückgewinnung, das die Vorzüge eines direkt verdampfenden mit denen eines wassergeführten Systems kombiniert. Mit den wassergeführten Außengeräten zur Innenaufstellung – auch Wassermodule genannt – setzt der Hersteller einen hohen Standard und weitet mögliche Anwendungsbereiche für das Hybrid VRF-System deutlich aus, denn die Wassermodule sind kompatibel mit allen Standard-Innengeräten der City Multi-Serie. Eingesetzt werden drei wassergekühlte Außeneinheiten, die zusammen 110 kW Heiz- bzw. ca. 100 kW Kühlleistung erbringen.

Ein weiteres Plus für das Nachhaltigkeitskonzept
Ein Pluspunkt der Hybrid VRF-Technologie ist die Trennung in einen kältemittel- und einen wassergeführten Anlagenteil, durch die dieses System mit einer reduzierten Kältemittelfüllmenge auskommt. Dadurch dass das System nur mit einem minimalen Einsatz an Kältemitteln arbeitet, fallen wesentlich geringere Wartungskosten an, da Kälteanlagen in dieser Größenordnung regelmäßig überprüft werden müssen. Zudem bedient dies auch einen Teil des Nachhaltigkeitskonzepts für dieses Gebäude. Das Kältemittel zirkuliert nur zwischen den Außengeräten und den Hybrid BC-Controllern (Verteilereinheiten), die sich in einem Abstellraum auf der jeweiligen Etage befinden.
Die Hybrid BC-Controller bilden mit den Außengeräten eine frostfreie kälte- und regelungstechnische Einheit und leiten je nach Wärme- oder Kältebedarf warmes oder kaltes Wasser an die unterschiedlichen Klimakreise der Innengeräte weiter. Jeder Bereich kann hierbei individuell beheizt oder gekühlt werden. Das innovative Hybrid VRF-System zeichnet sich zudem durch seine hohe Energieeffizienz ohne Komfortverlust aus. Die Wärmerückgewinnungsfunktion sorgt dafür, dass Wärme, die den zu kühlenden Räumen entzogen wird, nicht an das Flusswasser abgegeben, sondern über die Hybrid BC-Controller zum Beheizen der Räume mit Wärmebedarf verwendet wird. Lediglich überschüssige Wärmeenergie wird an das Flusswasser abgegeben. Dadurch kommt das BASF Creation Center ohne konventionelle Heizungsanlage aus und benötigt somit keine fossilen Brennstoffe. Der Controller besitzt im Inneren alle Komponenten bis auf ein Ausdehnungsgefäß. Plattenwärmetauscher für den Übergang Kältemittel auf Wasser, Pumpen und Ventilen sind schon betriebsbereit im Gehäuse integriert.