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Energie sparen, wo andere feiern

Text: Jürgen Ponweiser, WEG
Das Messe- und Kongresszentrum Manchester Central gehört zu den Wahrzeichen im Herzen der Stadt und zu den Vorreitern unter den größeren Veranstaltungsorten Großbritanniens in Sachen Nachhaltigkeit. Dazu beigetragen hat unter anderem die Modernisierung des Antriebssystems der Belüftungsanlage des Hauptveranstaltungssaales mithilfe von Motoren und Frequenzumrichtern.

Die mitten im Stadtzentrum von Manchester gelegene Veranstaltungshalle Manchester Central hat eine besondere Geschichte. Das Gebäude war ursprünglich ein Bahnhof und wurde 1986 zu einem Messe- und Kongresszentrum umgebaut. Heute werden die bestehenden technischen Anlagen und Installationen einer genauen Prüfung unterzogen, mit dem Ziel, den Energieverbrauch signifikant zu senken und die Gesamtwirtschaftlichkeit zu verbessern. Zuletzt nahmen die Betreiber im Rahmen dieses Prozesses das Lüftungssystem des 10 000 Quadratmeter großen Hauptveranstaltungssaales unter die Lupe.

Veraltete Technik

Das vorhandene Belüftungssystem aus den 1980er Jahren umfasste eine Reihe von Lüftern, Motoren mit fester Drehzahl sowie Dämpfern zur Steuerung des Luftstroms. Dazu gehörten vier 75kW-Motoren für die Zuluftventilatoren und acht 18,5kW-Motoren für die Abluftventilatoren, alle über Direktstarter gesteuert. Die alternden Motoren liefen nach dem Einschalten stets mit voller Drehzahl, da es keine Möglichkeit der Drehzahlregelung gab. Die Kraftübertragung auf die Lüfterwelle erfolgte über einen Keilriemen, sodass es mitunter mehrere Minuten dauern konnte, bis die Lüfterdrehzahl nach dem Einschalten der Motordrehzahl entsprach. Im Rahmen des Prüfprozesses wurde in einem ersten Schritt der Projektrahmen bestimmt und das Einsparpotential errechnet. Damit sollte gewährleistet werden, dass die geplanten Modernisierungsmaßnahmen auch den gewünschten Erfolg bringen. Die Untersuchungen ergaben, dass die Motoren das Ende ihrer Betriebszeit erreicht hatten und die Dämpfer ineffektiv geworden waren, was die Gesamtleistung des Systems negativ beeinflusst hat. Deshalb beschlossen die Betreiber, die Motoren und Dämpfer durch modernere Geräte zu ersetzen, die elektronisch steuerbar sind und sich an das neue Gebäudemanagement-System anschließen lassen. Vor dem endgültigen Projektstart führte ein führender Anbieter von Produkten und Dienstleistungen im Bereich Wartung, Reparatur und Instandhaltung in Großbritannien noch eine unabhängige Analyse durch. Dabei ermittelte er Referenzwerte sowohl für den Energieverbrauch als auch für die Kosten des Lüftungssystems und verglich diese mit den zu erwartenden Betriebskosten bei Verwendung neuer Dämpfer sowie eines sparsameren Antriebsystems mit passgenauen Frequenzumrichtern und effizienteren IE3-Motoren von WEG. Die Berechnungen ergaben eine voraussichtliche Amortisationszeit von weniger als zwölf Monaten. Das gab den Ausschlag dafür, dass die Verantwortlichen schließlich grünes Licht für die Erneuerung der Lüftungsanlage gaben.

Frischer Wind

Die Ingenieure bei WEG konzipierten ein neues Antriebssystem, bestehend aus vier 55 kW-Motoren für die Zuluft und acht 15 kW-Motoren für die Abluft. Gesteuert werden die IE3-Motoren der Baureihe W22 Premium Efficiency von passenden WEG-Frequenzumrichtern CFW-11. Auch die Antriebseinheiten wurden erneuert und neue synchrone Antriebsriemen mit entsprechenden Ritzeln installiert, was alleine zu einer drei-prozentigen Senkung des Energieverbrauchs führte.

Der in einem robusten, pulverbeschichteten und nach IP54 ausgelegten Metallgehäuse eingebaute Frequenzumrichter CFW-11, der mit Nennleistungen bis 370 kW zur Verfügung steht, ist für einen dezentralen Betrieb im Feld ausgelegt. Das bedeutet, dass kostspielige Schaltschränke oder -anlagen eingespart werden können. Die Umrichter sind mit modernster Technik und Funktionen für die Ansteuerung von Drehstrom-Asynchronmotoren ausgestattet. So funktioniert der CFW-11 nach dem Plug&Play-Prinzip, was die Installation und den Betrieb vereinfacht. Die Möglichkeit, Flash-Speicher, I/O-Karten und unterschiedliche Kommunikationsprotokolle zu nutzen, macht den Frequenzumrichter extrem vielseitig.

Das ursprüngliche Lüftungssystem lief entweder mit voller Leistung oder gar nicht, wobei die Luftströmung über die Dämpfer gesteuert wurde. Die WEG-Umrichter ermöglichen jetzt einen Betrieb mit drei voreingestellten Drehzahl-Geschwindigkeiten und einem stufenlosen Übergang zwischen diesen drei Stufen. Das neue System ermöglicht die Integration des Belüftungssystems in das Gebäudemanagementsystem, was die Bedienungs- und Steuerungsmöglichkeiten der Anlage deutlich erweitert. Die jetzt mögliche Überwachung der Anlage via Internet sorgt für zusätzliche Sicherheit. Denn die Veranstalter können stets im Vorfeld überprüfen, ob der Saal bereit für die nächste Veranstaltung ist. Mithilfe des hausinternen Wireless-Netzwerks kann das Wartungsteam das gesamte Gebäudemanagementsystem einschließlich des Lüftungssystems auch aus der Ferne mithilfe eines Tablet-PCs steuern.

Erwartungen erfüllt

Aufgrund der Leistung und des Wirkungsgrads der Umrichter-/Motorkombination von WEG konnte die Größe des Gesamtsystems wesentlich reduziert werden. Dadurch sinken sowohl die Installations- als auch die Betriebskosten. Zusätzlich maximiert wurde der Effekt der neuen Anlage durch den Umstieg von Direktstart-Motoren (DOL) mit fester Drehzahl auf umrichtergesteuerte Motoren, die mit variablen Drehzahlen wesentlich energieeffizienter arbeiten. Mit der neuen Lüftungsanlage konnte das Kongresszentrum zahlreiche Verbesserungen erzielen. Hervorzuheben ist hier vor allem die Senkung der jährlichen Energiekosten des Veranstaltungszentrums um 30 Prozent. Auf der Grundlage eines Betriebs mit variabler Drehzahl und der mit den unabhängigen Energieberatern vereinbarten Laufzeiten kann davon ausgegangen werden, dass die realisierbaren Einsparungen dazu führen, dass sich das System innerhalb von nur neun Monaten amortisiert haben wird – und selbst diese Zahl kann sich noch als vorsichtige Schätzung erweisen, da die genauen Wirkungsgrade der ursprünglichen Motoren nicht bekannt und sehr großzügig als Klasse IE1 veranschlagt worden waren.

In Verbindung mit einer Reihe von anderen durchgeführten Maßnahmen hat die Umrüstung der Lüftungsanlage dafür gesorgt, dass das Manchester Central als eines der ersten größeren Veranstaltungszentren in Großbritannien den ISO-Standard 20121 erfüllt.

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