Wärmepumpenkaskade im Mittelpunkt: viel mehr als „nur Heizen“

Beispielhafte Haustechnikkomplettlösung für neuen Gebäudekomplex
Wärmepumpenkaskade im Mittelpunkt:
viel mehr als „nur Heizen“
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und zwei Jahre Bauzeit,
acht Hausnummern, mehr
als 10.000 Quadratmeter
- und 16 Gewerbeeinheiten: Im Zentrum von
Leverkusen-Opladen ist mit dem
„GBO-Haus“ ein neuer Gebäudekomplex entstanden, der nicht nur mit
moderner Architektur und nackten
Zahlen beeindruckt, sondern insbesondere auch mit seiner nachhaltigen Haustechnik. Im Zentrum steht
dabei eine Wärmepumpenkaskade,
die Energie aus dem Erdreich für Heizung und Kühlung nutzbar macht.
vereins ist und als Projektleiter für
den Neubau verantwortlich zeichnet.
Vier Erdreich-Wärmepumpen
WPF 66 von STIEBEL ELTRON
mit insgesamt rund 265 kW
Heizleistung (bei B0/W35) verrichten als Kaskade in dieser
Energiezentrale ihren Dienst. In
erster Linie sind sie für die Beheizung des Gebäudes zuständig, die Gebäudeheizlast wurde
mit 250 kW errechnet. „Die Wärmepumpenanlage ist zwar das
Herzstück der Haustechnik, aber
dazu gehört viel mehr“, erklärt
Dipl.-Ing. Markus Asholt vom Ingenieurbüro März + Asholt aus
dem nahe gelegenen Leichlingen.
„Auf dem Dach beispielsweise wurde eine Solarthermieanlage mit
Erfahrung mit Wärmepumpen
GBO: Die drei Buchstaben stehen
für „Gemeinnütziger Bauverein
Opladen“. Die Genossenschaft ist
Bauherr des neuen Komplexes und
hat in einer der Gewerbeeinheiten
auch ihre neue Geschäftsstelle eingerichtet. „Wir haben schon vorher
Objekte mit Wärmepumpen realisiert, allerdings deutlich kleinere und
in Sachen Haustechnik viel weniger
aufwendige Gebäude. Angesichts
der Komplexität der Anlagentechnik
bezeichne ich unseren Technikraum
gerne als Energiezentrale“, informiert Dipl.-Bauingenieur Alexander
Dederichs, der im Vorstand des Bau-
installiert, die sowohl die Heizung
als auch die Warmwasserbereitung
unterstützt. Das Warmwasser wird
bei Bedarf zusätzlich von einem
Gas-Brennwertkessel erwärmt.
Dieser Kessel ist aber nicht für die
Heizung zuständig, das übernehmen die Wärmepumpen allein.“
Die Energie dafür kommt aus dem
Erdreich: 40 Bohrungen, jeweils
100 Meter tief, wurden erstellt.
Das neue GBO-Haus im Zentrum von Leverkusen-Opladen ist viel mehr als
„nur“ ein Haus: Der Gebäudekomplex beherbergt insgesamt 66 Wohn- und
16 Gewerbeeinheiten. Vier Sole-Wasser-Wärmepumpen vom Typ WPF 66
sind das Herzstück der Energiezentrale.
Anlagenkonzept im Überblick
1
(SBP 1500 E cool)
für die Wärmequelle
und die Kühlung des
Gebäudes.
2 Die Wärmepumpenanlage mit vier WPF 66.
3
SBP 1500 E für Heizung, Rückkühlung
und Solarertrag.
Heizkreise
Kühlkreis
P
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TP
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3
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energie+ [TECHNIK] | 04
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Passive und aktive Kühlung
Die Berechnung und Auslegung des
Erdwärmesondenfeldes erfolgte
durch das „Geologische Büro
Dr. Kleinebrinker“. Dabei wurden
in Simulationsberechnungen sowohl der Wärmeentzug aus dem
Erdreich als auch der Wärmeeintrag
in das Erdreich berücksichtigt.
Denn es wird nicht nur als Wärmelieferant genutzt: Auch die Kühlung
des Gebäudeensembles erfolgt über
die Wärmepumpenanlage. „Im ers-
den entsprechenden Schnittstellen
lässt sich eine solche komplexe Techwachen und steuern.“ Die Erfahrungen mit der gesamten Haustechnik
nach einem guten Jahr im Betrieb
sind durchweg positiv. „Die Mieter
sind sehr zufrieden – das ist natürlich das Wichtigste. Dabei darf man
nicht vergessen, dass wir hier verschiedenste Nutzungsarten haben“,
informiert Alexander Dederichs. „Im
so genannten Ärztehaus beispiels-
unserer Genossenschaft. Anderermittlerweile eine riesige Rolle. Bei
serem Konzept überzeugen, und die
bisher erzielten Ergebnisse geben
uns absolut Recht. An dieser Stelle
ein großes Lob an das Ingenieurbüro
März + Asholt, genauso aber auch an
STIEBEL ELTRON.“
Enge Abstimmung sichert Erfolg
„ Die Zusammenarbeit hat
sehr gut funktioniert.“
ten Schritt kühlen wir passiv, also
ohne Einsatz der Aggregate. Die
Wärmeenergie in den Räumen wird
das in diesem Fall kühle Heizungswasser abgegeben und über Wärmekeit übertragen, die wiederum kühlt
sich im Erdreich wieder ab“, so Markus Asholt. Reicht diese Form der
Gebäudekühlung nicht aus, wird auf
aktive Kühlung umgeschaltet: „Dann
laufen die Wärmepumpen und wir
kühlen die entsprechenden Räume
über Gebläsekonvektoren“, so der
Experte. Die Abwärme wird bei dieser Form der Kühlung zuerst in die
beiden 1.500-Litereingespeist. Sobald diese komplett
„aufgeladen“ wurden, werden auch
hier wieder die Sondenbohrungen
als Energieabnehmer genutzt. „Der
Wärmequelle Erdreich kommt das
natürlich zugute“, zeigt der TGAFachplaner einen großen Vorteil
dieser Vorgehensweise auf. Die Kühlung beschränkt sich auf die Gewerbeeinheiten – bis zu 25 Watt pro
Quadratmeter können so aus den
entsprechenden Räumen abgeführt
werden.
Zufriedene Mieter sind
das Wichtigste
Die Steuerung des Wärmepumpenbetriebes – im Heiz- wie auch im
Kühlbetrieb – erfolgt über den von
STIEBEL ELTRON entwickelten Regler, den Wärmepumpenmanager. Er
ist eingebunden in die Gebäudeleittechnik, die von der Firma Kieback
+ Peter geliefert wurde. „Die Zusammenarbeit der Hersteller hat sehr gut
funktioniert“, betont Planer Markus
Asholt, „nur mit gut funktionieren-
weise sind diverseste Fachrichtungen
vertreten: Neurologen, Internisten,
Augenärzte, Physiologen, Psychologen, dazu eine Apotheke. Auch ein
Zahnarzt mit Zahnlabor, eine Logopädie und eine Ergotherapiepraxis
sind vorhanden, dann die GeschäftsCafé/Restaurant, und nicht zuletzt
haben wir selbst unsere Geschäftsstelle hier bezogen. Das sind nur einige der Gewerbeeinheiten – dazu
kommen noch einmal 66 Wohneinheiten zwischen 60 und 90 Quadratmeter, die komplett vermietet sind.“
Mit Haustechnikkonzept
Bei der Vermarktung der Einheiten
und Wirtschaftlichkeit ganz oben,
wie Vorstandsmitglied Dederichs
auch mit dem Haustechnikkonzept
geworben. Einerseits ist Nachhaltigkeit – und dazu gehört eben auch
die Umweltbilanz – ein wesentlicher
Bestandteil der Grundausrichtung
Dipl.-Ing. Markus Asholt, GBO-Vorstandsmitglied Alexander Dederichs und STIEBEL-ELTRON-Experte Stefan Küpper (von links) im
Technikraum des GBO-Hauses.
Dipl.-Ing. Markus Asholt, Mitinhaber März + Asholt GbR,
Ingenieurbüro für technische Gebäudeausrüstung: „Bei einem
solchen Gebäudekomplex werden an den TGA-Planer natürlich
ganz andere Anforderungen gestellt als bei einem „klassischen“
Wohnungsbauobjekt. Auch für unser Büro war eine Planung dieser
Größenordnung etwas Besonderes. Wir sind aber wie bei jedem
Projekt mit Begeisterung an die Aufgabe herangegangen, denn es
bieten sich natürlich auch ganz andere technische Möglichkeiten als
bei Standardlösungen. Schnell ergab sich eine enge Zusammenarbeit
mit STIEBEL ELTRON, dessen Wärmepumpen wir schon bei diversen
anderen kleineren Projekten eingesetzt haben.
Die Lösung im GBO-Haus bestätigt einmal mehr, dass bei derart
komplexen Aufgaben Standardanlagen nicht in Frage kommen. Es
handelt sich vielmehr immer um ein Unikat, zumindest, wenn man
das Gesamtsystem betrachtet. Immerhin müssen wir hier nicht nur
Heizen und Kühlen in diversen Kombinationen berücksichtigen,
sondern insgesamt auch noch drei Wärmequellen intelligent verbinden. Regelungstechnisch ist das eine große Herausforderung,
die Verknüpfung der Komponenten erforderte viel Know-how.
Das ist gerade auch dank der beteiligten Hersteller sehr gut gelungen – über die Gebäudeleittechnik lassen sich die verschiedenen
Betriebszustände beispielsweise jetzt sehr gut visualisieren, so
dass der energetisch optimale Betrieb jederzeit gewährleistet und
überwacht werden kann.“
Frank Röder, Leiter der Planungsabteilung STIEBEL ELTRON:
„Der spannendste Betriebspunkt dieser Anlage ist sicherlich das zeitgleiche Heizen und Kühlen – wenn also in den Wohnungen Wärme
abgefragt wird, in den gewerblichen Einheiten aber Kühlung notwendig
ist. Dadurch, dass die Wärmepumpen nicht direkt von der Erdsondenanlage mit Wärme versorgt werden, sondern zwei Coolerhöht. Denn die Wärme, die den zu kühlenden Räumen entzogen
wird, kommt nahezu zeitgleich direkt der Wärmepumpenanlage für
Hochwertig sind auch die Innenräume
ausgeführt – hier eine Arztpraxis. Gut
zu erkennen die Gebläseeinheiten zur
Kühlung der Räume.
geladen, wird die Energie über die Sondenanlage in das Erdreich gelei-
energie+ [TECHNIK] | 05