Noch sticht Power Intelligenz

Ob es am warmen Klima lag, am organisierten Freizeitvergnügen oder ob das milliardenschwere Konjunkturprogramm bereits Wirkung zeigt: Die größte US-amerikanische Fachmesse für Klimatechnik, Heizungs- und Kältetechnik verzeichnete am Standort Orlando gegenüber der Veranstaltung im Jahr 2005 mit 45000 registrierten Besuchern einen neuen Rekord. Die AHR Expo – International Air-Conditioning, Heating, Refrigerating Exposition – findet alternierend in größerem und kleinerem Rahmen in New York, Chicago, Anaheim, Dallas, Atlanta, Las Vegas und Orlando statt. Der Veranstalter wertet den diesjährigen Besucherzuwachs von fast 8 % als Zeichen einer sich erholenden Wirtschaft, unterstützt durch die Milliardenprogramme der Regierung.

Während ein Teil des Konjunkturpakets – etwa 130 Mrd. US-Dollar – primär der Bauindustrie zugutekommt und damit verzögert auch die HLK-Branche erreicht, erwartet die Heizungs-, Lüftungs- und Klimaindustrie vom 23 Mrd. US-Dollar umfassenden Homestar-Programm eine unmittelbare Wirkung sowie rund 500000 neue Arbeitsplätze. Insgesamt umfasst das Konjunkturprogramm mit dem sperrigen Namen „American Recovery and Reinvestment Act“ ein Volumen von 787 Mrd. US-Dollar. Rund ein Drittel davon ist für zukunftsweisende Investitionsprojekte reserviert, an denen auch die amerikanischen Töchter deutscher Firmen partizipieren.

Wie effizient die Homestar-Gelder – auch Cash for Caulkers, Geld für Abdichter, genannt – von den Eigenheimbesitzern in Energieeffizienzmaßnahmen umgesetzt werden, ist aus Sicht der Aussteller schwer einzuschätzen. Durch die fallenden Energiepreise, insbesondere für Elektrizität, sei es schwierig, die Wirtschaftlichkeit nachzuweisen. „Wenn die Kilowattstunde Elektrizität nur 6 US-Cent kostet, wie sollen sich dann eine thermische Solaranlage und ein Brennwertheizkessel rentieren, gibt ein Aussteller aus Deutschland zu bedenken. „Meine Kunden investieren lieber in neue große amerikanische Autos mit drei verschiedenen Regelzonen für die Autoklimaanlage anstatt in einen neuen Raumthermostaten oder eine neue Heizung fürs Haus.“

Hocheffizient, aber optisch zu klein

Auch wenn europäische Hocheffizienztechnik bei den Amerikanern – zumindest in den Medien – hoch im Kurs steht, sieht die Praxis dann doch etwas nüchterner aus. Ein Mitarbeiter von Baxi ­beklagt den niedrigen Ausbildungsstandard ame­rikanischer Installateure, der nicht einmal aus­reiche, einen Brennwertheizkessel in Betrieb zu nehmen. Produkte, die sich in Europa quasi von selbst verkaufen, bedürften in den USA intensiver Schulungsprogramme, will man Probleme bei den Kunden vermeiden. Zitat: „Die Hotline hat hier ihre buchstäbliche Bedeutung, sie läuft wirklich heiß.“

Probleme haben die europäischen Heizkesselhersteller auch mit den ungewöhnlich hohen ­Leistungsanforderungen der Amerikaner an Heizkessel. Ein 24-kW-Wandheizkessel ist nach ame­rikanischer Einschätzung sowohl zu schwach für die Heiz- und Trinkwarmwasserbedürfnisse ­einer amerikanischen Familie als auch zu klein in der Baugröße. „Die Leute hier stehen auf große Heizkessel nach dem Motto, big is good, bigger is better, the biggest is that what I want“, bringt ein Mitarbeiter am Bosch Thermotechnik/Buderus-Stand die amerikanische Mentalität auf den Punkt. Heizkessel aus US-Produktion seien bei gleicher Leistung doppelt bis dreimal so groß. Probleme bereiten den Heizkesselverkäufern aus Europa auch die Schwächen in der Hydraulik und die oft willkürliche Auslegung von Heizflächen. Da passe am Schluss einfach nichts zusammen, besonders bei Brennwertheizkesseln, so die Erfahrungen. Wegen mangelhafter Hydraulik und den meist zu kleinen Heizkörpern kämen viele Brennwertanlagen erst gar nicht in den Kondensationsbetrieb.

Mehr Erfolg haben da Zulieferer wie Ziehl-Abegg, die amerikanische Klimagerätehersteller mit Hocheffizienz-Ventilatoren beliefern. „Unsere Produkte treten nach außen hin gar nicht in Erscheinung. Das Gerät sieht aus wie jedes andere Klimagerät aus US-Produktion, nur verbraucht es weniger Energie und es ist leiser“, sagt Peter Fenkl, Vorstandsvorsitzender der Ziehl-Abegg AG, Künzelsau. Ein Standmitarbeiter aus Kanada umschreibt die Situation so: „Der Amerikaner liebe nun mal amerikanische Produkte. Im Grunde genommen wollen die Amerikaner auch keine europäischen Autos. Viel lieber hätten sie einen GM – aber mit einem Motor von BMW.“

Ziehl-Abegg ist inzwischen in den USA gut aufgestellt, berichtet Fenkl weiter. Allerdings sei der Start eher mühsam gewesen. Der externe Vertrieb habe nicht das gehalten, was man sich versprochen hätte. Die größte Herausforderung war, die Strukturen zwischen Planern, Anlagenbauern und Herstellern zu durchschauen und aufzubrechen. „Das sind sehr langfristig angelegte Beziehungen; jemanden zu einem Lieferantenwechsel zu überzeugen, ist ein Kraftakt.“ Ziehl-Abegg komme zugute, dass immer mehr Bundesstaaten eigene Energiegesetze und Energieeffizienz-Vorschriften erlassen und damit die Geräteanforderungen oft drastisch erhöht werden, ergänzt Fenkl.

Cloud Computing und Smart Grids

Während sich die Aussteller von Heizungsprodukten mit den Widrigkeiten mangelhaft ausgebildeter Installateure auseinandersetzen müssen, weben die Anbieter von Mess-, Steuerungs- und Regelungstechnik sowie Gebäudeautomationssystemen bereits an neuen Hightech-Netzwerken, die da heißen Cloud Computing¹⁾ und Smart Grid (intelligente Stromnetze). Dabei wird den künftigen Gebäudeautomationssystemen bei Cloud Computing eine deutlich schnellere Marktrealisierung zugesprochen als den intelligenten Stromnetzen und deren Rückkopplungseffekten auf die Gebäudetechnik.

Die Realisierung virtualisierter Gebäudemanagementsysteme ist aus Sicht der Marktakteure weniger eine Frage der Technologie und Verfügbarkeit. In erster Linie geht es darum, wie die Vertraulichkeit von Kundendaten gewahrt bleiben kann, wer Zugriff auf die Daten hat und welche Auswirkungen mögliche Hackerangriffe auf sensible Gebäude haben könnten. Treibende Kraft für das virtuelle Gebäudemanagement sind die großen amerikanischen Liegenschaftsverwaltungen, die in den externen Diensten Möglichkeiten sehen, ihre Betriebskosten für die Hard- und Softwarepflege von Gebäudeautomationssystemen drastisch zu senken.

Google als Energiedienstleister

Der Einführung intelligenter Stromnetze sowie der Verarbeitung zeitgenauer Stromtarife in Gebäudeautomationssystemen wird bisher – im Vergleich zu den „Wolkenrechnern“ – eine eher untergeordnete Bedeutung beigemessen. Das könnte sich jedoch rasch ändern, denn IT-Giganten wie Cisco Systems, Google, IBM, Microsoft sowie eine ganze Reihe von Telekommunikationsunternehmen kümmern sich bereits intensiv um die Hoheit in der Smart-Grid-Entwicklung²⁾. Erste Weichen wurden bereits gestellt: So darf der in Geld schwimmende Suchmaschinenbetreiber Google seit Februar 2010 in den USA ganz offiziell Strom an Endkunden verkaufen. Brancheninsider er­warten, dass es beim reinen Stromverkauf nicht bleiben wird und Google im Rahmen des staatlich geförderten Smart-Grid-Programms auch gebäudetechnische Dienstleistungen anbietet.

In der Gebäudeautomationsbranche wird ­deshalb ins Kalkül gezogen, dass auch andere ­Firmen über die Smart-Grid-Schiene in den Bereich Gebäudemanagement einsteigen und im Zusammenhang mit Cloud Computing an der ­Gebäudeautomationsbranche vorbei gebäudetechnische Dienstleistungen offerieren.

Aus verschiedenen Meetings und Vorträgen im Rahmen des ASHRAE-Kongresses und der AHR EXPO konnte man jedoch auch den Eindruck gewinnen, dass es noch einige Zeit dauern wird, bis Übertragungsprotokolle, Normen und Vorschriften Smart-Grid-gerecht aufeinander abgestimmt sind. Es hat ohnehin den Anschein, dass die eigentliche Herausforderung darin liegt, die Protokolle der unterschiedlichen „Welten“ – hier die Gebäudetechnik, dort die Elektroschiene mit den Energieversorgern – aufeinander abzustimmen. Vertreter des National Institut of Standards and Technology (NIST) gehen davon aus, dass über 70 Normen im Rahmen der Smart-Grid-Einführung geändert bzw. auf Konformität überprüft werden müssen.

Langstreckenfunk für BACnet

Auf der AHR Expo beschäftigte sich die klassische Gebäudeautomationsbranche jedoch mehr mit evolutionären Entwicklungen und noch nicht mit der Revolution, die Smart Grid und Cloud Computing prognostiziert wird. So wurde das Unternehmen AIC Wireless vom Messeveranstalter für das Wireless BACnet-Interface mit dem AHR Innovations-Award ausgezeichnet. Damit können bestehende und neue BACnet-Netzwerke für einen Bruchteil der Kosten einer Festverdrahtung über Funkstrecken erweitert werden. Als Referenzprojekt wird ein großer Erdnuss-Verarbeiter genannt, der auf einem Wireless BACnet-Interface ein 7 km entferntes Erdnuss-Lager auf die Leittechnik in der Firmenzentrale aufgeschaltet hat. In einem anderen Projekt wurde über einen Funk-basierenden LonWorks-Regler eine Grundwasserpumpe für ein Bewässerungssystem aufgeschaltet.

Mit einem vergleichsweise großen Stand war der Wireless-Spezialist Enocean vertreten. Der Lizenznehmer Kieback&Peter stellte beispielsweise den Kleinstellantrieb MD15-FTL vor, der ohne Kabelanschluss über Enocean-Technologie angesteuert wird. Allgemein signalisierten die amerikanischen Besucher großes Interesse an der Wireless-Enocean-Technologie; sie monierten allerdings die Preisvorstellungen der europäischen Allianz-Partner als zu hoch.

Trend: Microchannel-Wärmeübertrager

Bereits auf der AHR Expo 2009 in Chicago ­orakelten Aussteller, bei den Wärmeübertragern würde ein massiver Umbruch bevorstehen. Microchannel (MC)-Wärmeübertrager lockten auch in diesem Jahr die Besucher zu den Exponaten, ­zumal jetzt auch Danfoss, Delphi, Modine, Sapa und andere die filigran aussehenden kompakten Aluminium-Wärmeübertrager anbieten bzw. ihr Programm erweitert haben. Während im letzten Jahr hauptsächlich Kältemittel-Verflüssiger in ­Microchannel-Technologie im Mittelpunkt standen, zeigten in diesem Jahr verschiedene Hersteller auch Kältemittel-Verdampfer.

Die aus dem Bereich Autoheizung/Auto-Klimaanlagen kommenden Alu-gelöteten Wärmeübertrager werden aus Sicht der Anbieter nach und nach die gängigen Rippenrohr-Bauarten aus Kupferrohren und Aluminiumlamellen ersetzen. Viele Argumente sprechen dafür: Leichter, billiger, kleiner, weniger Luftwiderstand, weniger Kältemittelfüllung, einfacher zu reinigen, keine Gefahr von Kontaktkorrosion, da komplett aus Aluminium gefertigt, und damit auch einfacher zu entsorgen bzw. zu recyceln.

Auch Danfoss hat sein Angebot an Wärmeübertragern in Microchannel-Technologie ausgebaut und bietet neben Kältemittel-Verflüssigern jetzt auch Verdampfer-Register an. Allerdings gibt es zumindest auf dem US-Markt noch Einschränkungen im Verkauf, das heißt, die Wärmeübertrager werden nur an ausgewählte Kunden verkauft. Begründet wird die Einschränkung mit der Eigenart, dass Microchannel-Verdampfer zu punktuellen Vereisungen neigen. In Deutschland sollen die High-End-Kältemittel-Verdampfer von Danfoss auf der Chillventa Premiere feiern.

Delphi stellte in Orlando konfektionierte MC-Wärmeübertrager für kombiniertes Heizen/Kühlen vor, ebenso platzsparende gebogene Verflüssiger für Raumklimageräte und Wärmepumpen. Wie stark die MC-Technologie künftig den Markt für Kälte-/Klimaanwendungen zu be­einflussen vermag, verdeutlicht eine Berechnung von Delphi: Würde man alle Wärmeübertrager in Klimageräten in den USA durch MC-Wärmeübertrager ersetzen, würde man 60000 t Kältemittel einsparen. Gleichzeitig könnte durch den effizienteren Wärmeübergang der SEER-Wert (Seasonal Energy Efficiency Ratio) von Klimageräten bei ­gleichen äußeren Geräteabmessungen von 10 bis 12 auf mindestens 13 gesteigert werden. ­(Anmerkung: Ein SEER von 13 entspricht etwa ­einer Leistungszahl von 3,43. Dieser Wert gilt heute in den USA als untere Grenze. Für Energy Star zertifizierte Geräte ist ein SEER von mindestens 14 erforderlich.)

Fazit

Auf der AHR Expo wurden einfachste HLK-Technik und High-End-Lösungen auf engstem Raum präsentiert. Allein der Unterschied zwischen einem marktgängigen Ventilatorenflügel aus ­„gebogenem Blech“ und dem „FE2owlet“ aus Künzels­au verdeutlicht die enorme Bandbreite zwischen Standardprodukten aus US-Produktion und dem High-End-Repertoire aus Europa. Diese Diskrepanz ist aber auch ein Gradmesser für das enorme Einsparpotenzial in US-Gebäuden. Wer einsparen will, kann hier wirklich aus dem Vollen schöpfen, zumindest aus europäischer Sicht. ­Wegen der vergleichsweise niedrigen Energie­kosten in den USA sind die Amortisationszeiten für Effizienzmaßnahmen jedoch relativ lang und damit die Motivation gering. Was sich nicht kurzfristig rechnet, hat derzeit kaum eine Chance auf Rea­lisierung.

Die Zertifizierung nach Green Building könnte allerdings an diesem Verhalten einiges ändern: Dort gibt es bereits so etwas wie einen verbrieften Wertzuwachs für grün-zertifizierte ­Immobilien, ohne dass die Mehrkosten bei den Investitionen groß ins Gewicht fallen. Über­raschend schnell formiert sich derzeit in den USA eine Bewegung, die Green-Building-Zertifizierung, Cloud Computing für Gebäudemanagementsysteme und Smart Metering/Smart Grid miteinander verknüpft, um so noch wirtschaftlichere Gebäude am Markt anbieten zu können.

Der Seiteneinstieg von Google, Cisco, IBM und Co. in die Energie- und Gebäudetechnik ist ein Indiz dafür, dass sich mit der Konstellation Stromhandel, Gebäudemanagement und grün-zertifizierte Gebäude richtig Geld verdienen lässt.

¹⁾ Cloud Computing ist ein Begriff aus der Informationstechnik. Er bezeichnet in erster Linie den Ansatz, abstrahierte IT-Infra­strukturen (z.B. Rechenkapazität, Datenspeicher: IaaS), fertige Programmpakete (SaaS) und Programmierumgebungen (PaaS) ­dynamisch an den Bedarf angepasst über Netzwerk zur Verfügung zu stellen. Die Abrechnung erfolgt dabei nutzungsabhängig, da nur tatsächlich genutzte Dienste bezahlt werden müssen. Ein weiterer zentraler Punkt des Konzeptes ist, dass die Bereit­stellung basierend auf der Kombination aus virtualisierten Rechenzentren und modernen Webtechnologien wie Webservices vollautomatisch erfolgen kann und somit keinerlei MenschMaschine-Interaktion mehr erfordert. Sekundär geht es bei Cloud Computing auch darum, alles als dynamisch nutzbaren Dienst zur Verfügung zu stellen. (Quelle: Wikipedia „Cloud Computing“)

²⁾ Amerikanische Marktforscher rechnen bis zum Jahr 2013 mit weltweiten Investitionen in Smart Grid und IT von bis zu 130 Mrd. US-Dollar. Der gebäudeorientierte Anteil wird auf rund 5,4 Mrd. US-Dollar geschätzt (Quelle: Newton-Evans Research).

Literatur

Wolfgang Schmid: AHR Expo in Chicago – Europäer punkten mit Hocheffizienz. Stuttgart: Gentner Verlag TGA 04-2009

Welche neuen Möglichkeiten sich durch die MC-Technologie in der Praxis eröffnen, veranschaulicht am ehesten die neue Baureihe luftgekühlter Verflüssiger von Muller Industries Nordamerica, Irvine/Kalifornien. Alle Bauteile, also Gehäuse- und Wärmeübertrager, bestehen aus Aluminium, womit ein 100%iges ­Recycling gewährleistet ist. Durch den Einsatz von Microchannel-Wärmeübertragern wird das Gewicht der Wärmeübertrager gegenüber der klassischen Kupferrohr-Alu-Lamellen-Bauart um 70 % reduziert, die Kältemittelfüllmenge um bis zu 85 %. Gleichzeitig wird durch die MC-Technologie der Druckverlust in den ­Wärmeübertragern herabgesetzt. Bestückt sind die Aggregate mit Hocheffizienz-Ventilatoren vom Typ FE2owlet (Eulenflügel) von Ziehl-Abegg, wahlweise mit drehzahlregel­baren EC-Motoren. Eine Vorkühlstufe aus ­Cellulose-Wabenmatten ermöglicht eine sehr wassersparende adiabate Vorkühlung mit ­unbehandeltem Wasser. Auf zehn Jahre hochgerechnet geht Muller von einer Halbierung der Betriebskosten gegenüber konventionellen Verdunstungskühlern aus. Der auf den US-Markt ausgerichtete Verflüssiger wird inzwischen über eine britische Vertretung recht ­erfolgreich auch in Frankreich eingesetzt. ­Wegen der Legionellen-Problematik von Nasskühltürmen sind in Frankreich schwaden­bildende Rückkühleinrichtungen seit einiger Zeit verboten. Auch Muller wurde in Orlando mit dem AHR Expo Innovationspreis aus­gezeichnet.

ist Freier Fachjournalist für Technische Gebäudeausrüstung, München, wsm@tele2.de