Wärmepumpen im Eigenbau - Anlagenbeispiel 2

1. Heizleistung gesamt: 238 KW

2. Kälteleistung gesamt: 281 KW

3. Heizen 10 stufig 12 – 100%

4. Kühlen 10 stufig 12 – 100%

5. Betonaktivierung der Bodenplatte: 18 Kreise a` 200 m einschl. Soleverteiler 2 x 9 Kreise

6. Tiefensonden: 26 Sonden a` 40 m

7. Brunnen: 3 Stück Saugbrunnen, 1 Stück Schluckbrunnen

8. EDV-Kühlung bis 8,45 kW

9. Zwei Pufferspeicher als Weiche je 1000 Liter.

Ein in Ingolstadt ansässiges Unternehmen, ist ein Full Service Dienstleister im Bereich Messtechnik und Qualitätssicherung – hauptsächlich für die Automobilindustrie. Mit modernster Messtechnik werden die unterschiedlichsten Bauteile in einer Genauigkeit bis zu 1/100 mm gemessen. Dafür sind voll klimatisierte Messräume notwendig, deren Raumtemperatur Sommer wie Winter konstant bei +20°C und 50% Luftfeuchte gehalten wird.

Das Firmengebäude, das als Niedrigenergie Bürokomplex mit Messräumen und Fertigungshalle gebaut wurde, wurde mit einer Wärmepumpenanlage im Sonderbau ausgestattet, die die speziellen Anforderungen von Heizen und Kühlen unter Nutzung alternativer Energien voll erfüllt. Die Anlage arbeitet mit zwei Speichern, die abhängig von der Außentemperatur zum Kühlen kaltes Wasser mit ca. +10°C und zum Heizen warmes Wasser mit ca. +40°C erzeugen. Mit dieser hoch komplexen Anlage kann zeitgleich eine Heizleistung von 260 kW und eine Kälteleistung von bis zu 285 kW bereitgestellt werden. (Es wurde dadurch der Weg offen gehalten, zu jeder Jahreszeit zusätzliche Energien für Maschinen und Testräume in ein Gesamtkonzept einbinden zu können!)

Energiequellen und ihr Ursprung

Die Anlage verwendet Luft, Erdreich, Grundwasser und führt die im Gebäude entstehende Wärme zurück. Aus den zur Verfügung stehenden Energiemedien (Wärmetauschern) sucht die Anlage immer den, der zu diesem Zeitpunkt den geringsten Energieaufwand hervorruft.

Die Luft:

Einer dieser Wärmetauscher verwendet die Außenluft und die in den Büros, Messhallen, Werkstatt und der Toiletten entstehende Abluft zur Gewinnung von Energie für den Heizbetrieb.

Die Erdwärme / Sole:

Eine weitere und sehr wichtige Quelle ist der Solebereich, welcher in zwei wesentliche Energiequellen aufgeteilt ist. Zum Einen wird die Aktivierung der Bodenplatte des gesamten Bürokomplexes verwendet. Hierfür wurden 4.000 laufende Meter Kunststoffrohr in der Bodenplatte verlegt. Dieser im Fundament verlegte Energiespeicher verwendet die nachströmende Temperatur des Erdreichs und wird in einem Bereich zwischen + 4 und + 26°C betrieben. In einer weiteren Ausbaustufe kann dort auch Solarwärme über einige Tage gespeichert werden. Diese Wärme kann die Anlage nach Bedarf zu einem späteren Zeitpunkt abrufen. Zum Anderen wurden 26 Tiefensonden unter der Zufahrtsstraße und den Parkplätzen eingebaut. Insgesamt wurden über 9.000 Meter Rohr verlegt. Die Betriebszustände der Anlage wurden mit wirtschaftlicher Voraussicht so ausgelegt, dass die Anlage auch im Erduntergrund nur im Plusbereich arbeitet und somit Vereisungen ausgeschlossen sind.

Das Grundwasser:

Ergänzend zu den bereits genannten Wärmequellen stehen drei Grundwasserbrunnen zu Verfügung. Auch diese können sowohl zum Heizen als auch zum Kühlen eingesetzt werden. Besonders im Klimabetrieb ergeben sich durch die geringe Temperaturdifferenz der Maschine sehr gute Jahresarbeitszahlen und somit niedrigste Betriebskosten.

Zusätzlich genutzte Energiequellen // Energiespeicherung

Die Anlage verwendet die Abwärme der fünf EDV-Räume, der Pressluftanlage sowie die WC-Abluft als Energiemedium. Bei einer derartigen Konzeption des Gebäudes ist der Klimabetrieb stets optimal und energieeffizient gesichert, denn bereits in der Übergangszeit werden zum Beispiel Betonaktivierungen und Tiefensonden mit überschüssiger Wärme aus dem Gebäude für kältere Tage vorgewärmt. Eine weitere Besonderheit ist die Kälterückgewinnung. Selbst im Winter kann für die leistungsstarke EDV- Klimatisierung Energie eingespart werden: Das Brunnenwasser wird mit +9°C der Wärmepumpe zugeführt, die Wärmepumpe entzieht dem Wasser die Wärme zum Heizen und kühlt es bis auf + 4°C ab. Üblicherweise versickert das Wasser jetzt im Schluckbrunnen. Bei dieser Anlage wird das + 4°C Wasser noch einmal dem Kaltwasserspeicher zugeführt und verlässt die Anlage tatsächlich mit +7°C. Voraussichtlich 5 Monate im Jahr kann so die EDV und andere Kaltwasserverbraucher nahezu zum O-Tarif betrieben werden.

Anlagensteuerung:

Das Gehirn der Anlage ist eine Siemens S7 CPU mit in der Summe 192 digitalen Signalen. Durch den Einsatz einer frei programmierbaren Steuerung und der individuell erstellten Software ist gewährleistet, dass die Anlage energieeffizient arbeitet und jederzeit erweitert werden kann. Die Bedienung und Visualisierung erfolgt über einen Bildschirm am Schaltschrank im Technikraum, gleichzeitig ist es für den Support möglich über einen Fernwartungszugriff die Anlagenparameter zu ändern oder Softwareanpassungen vorzunehmen. Durch die Installierte Störsignalisierung werden Störungen in der Anlage über SMS, E-Mail und Textnachrichten an das Servicepersonal geleitet.