Gemeinsam für ein Ziel: Autarke Energieversorgung mit Sonne, Eis und Wärme
Angesichts weiter steigender Preise für Öl, Gas und Strom ist Umdenken im Bereich Energieversorgung sinnvoll und notwendig. Im Neubau des zweigeschossigen Industriebaus des Technikunternehmens Thomas Preuhs Holding GmbH wurde deshalb auf eine ungewöhnliche Kombination gesetzt. So bekam das Gebäude eine Energieversorgung, mittels einer Kombination aus Wärmepumpen, Parabol-Rinnen-Kollektoren und einem 1000 m3 großen Solar-Eis-Speicher.
Mithilfe der Wärmequelle in Form eines Solar-Eis-Speichers erreicht die Wärmepumpen-Anlage eine Jahresarbeitszahl von fast 5,5. Über den Wärmepumpenmanager kann die Leistung bedarfsgerecht geregelt werden. Bild: Tecalor
Die Wärmeübertragung im 1000 m³ fassenden Solar-Eis-Speicher übernimmt eine etwa 3 km lange Rohrschlange im Inneren. Bild: Isocal
Während der Heizperiode wird dem Speichermedium langsam die Wärme entzogen, das dabei entstehende Eis wird zum Kühlen im Sommer genutzt. Bild: Tecalor
Die auf dem Dach und auf einem nahegelegenen Testfeld installierten Parabol-Rinnen-Kollektoren erzeugen Temperaturen von 250°C. Bild: Tecalor
Die Frage nach der zukünftigen Energieversorgung des Neubaus war zentrales Thema der Planung. Da Töchter des Unternehmens Thomas Preuhs Holding GmbH, Anlagen zur Energiegewinnung aus regenerativen Quellen entwickeln und herstellen, bot sich eine ökologische Lösung an. Das erklärte Ziel sollte sein, die 4500 m² Nutzfläche des Flachbaus möglichst ohne externe Energieversorgung zu betreiben.
Beraten und begleitet von der zur Holding gehörenden Solera Sunpower und in Zusammenarbeit mit verschiedenen Fachbetrieben wurde ein System entwickelt, das in dieser Form bundesweit einzigartig sein dürfte. Das Herz der Anlage bilden zwei Wärmepumpen von Tecalor, die 97 kW Heizleistung liefern können. Sie werden in Kombination über einen Wärmepumpenmanager geregelt. Für den Fall eines steigenden Wärmeenergiebedarfs kann die Anlage mittels Kaskadentechnik um eine dritte Wärmepumpe erweitert werden.
Wärmequelle Eis
Die Besonderheit der Lösung in Geislingen ist die Kombination mit einem Solar-Eis-Speicher von Isocal, der in der Lage ist, die in Spitzenzeiten vorhandenen Energieüberschüsse zu sammeln und zu speichern. Da Wasser beim Übergang vom flüssigen in den festen Aggregatzustand die gleiche Energiemenge freisetzt wie beim Erwärmen von 0 auf 80°C notwendig wäre, eignet es sich hervorragend als Speichermedium. Dazu wurde eine Beton-Zisterne mit einem Fassungsvermögen von 1000m³ und einem Abstand von einem Meter zur Oberfläche ins Erdreich gebettet. Die Wärmepumpen nutzen die im Wasser latent vorhandene Wärmeenergie zur Beheizung und für die Warmwasserbereitung des Gebäudes. Als Wärmeübertrager dient eine etwa 3 km lange Rohrschlange, welche im Inneren des Speichers installiert wurde. Während der Heiz-
periode wird dem Speichermedium langsam die Wärme entzogen. Die Energiemenge im Wasservolumen reicht für eine Heizperiode von 100 Tagen aus, ohne das neue Energie hinzugeführt werden muss. Mithilfe der Wärmequelle erreicht das Wärmepumpen-System eine Jahresarbeitszahl (JAZ) von fast 5,5.
Flexible Energienutzung
Der größte Teil des aufgebauten Eisvorrats wird durch die Kühlung des gesamten Gebäudes in den warmen Sommermonaten aufgebraucht. Um das verbleibende gefrorene Wasser in der Zisterne wieder zu verflüssigen, wird von einem unabhängigen Pumpensystem Energie in Form von Wärme eingespeist. Sie stammt vor allem von auf dem Dach installierten Parabol-Rinnen-Kollektoren von Solera Sunpower sowie Sonnen-Kollektoren. In unmittelbarer Nähe des Firmengeländes befindet sich außerdem ein Testfeld mit weiteren Parabol-Rinnen-Kollektoren, die ebenfalls Energie für das System bereitstellen. So kann das „erwärmte“ Wasser wieder für die nächste Heizperiode genutzt werden.
Mit der Kombination von Solarenergie und deren Koordinierung über BUS-Technik ist der Industriebau rechnerisch unabhängig von Energieversorgern. Denn auch der für den Betrieb der Wärmepumpe notwendige Strom wird über Photovoltaikanlagen produziert und in das Netz eingespeist. Die Kühlung bzw. Beheizung der Büroräume erfolgt über eine installierte Fußbodenheizung, während der Produktionsbereich mithilfe einer Betonkernaktivierung temperiert wird.
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