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Reversible Luft/Wasser-CO2-Wärmepumpe sorgt für umweltbewusste Klimatisierung

Projekt mit Leuchtturmcharakter

Im Spätsommer 2019 wurde in der Zentral­schweiz das Umbauprojekt der Migros im Surseepark abgeschlossen. Das Einkaufszentrum im luzernischen Sursee besteht aus drei Gebäudeteilen, wovon zwei umgebaut wurden. Im Erdgeschoss befindet sich die Migros Supermarkt-Verkaufsfläche mit rund 4500 m2 und im ersten Obergeschoss ist das Migros Restaurant mit einer Fläche von rund 600 m2 angelegt. Im zweiten Obergeschoss wurde einer Technikzentrale für die Kälteanlage und die Luft/Wasser Wärmepumpe/Klimatisierung Platz eingeräumt. Während der kurzen Umbauzeit von vier Monaten wurde der Kundschaft ein Provisorium mit einer Fläche von rund 1500 m2 geboten.

Mall-Bereich mit Zugang Verkaufsfläche Supermarkt

Bild: Frigo Consult

Mall-Bereich mit Zugang Verkaufsfläche Supermarkt

Ölheizung war gestern

Die bestehende Ölheizungen und Klimatisierungen mit synthetischen Kältemitteln wurden durch zwei reversible Luft/Wasser CO2-Wärmepumpen mit Ejektoren und einer Gesamtheiz- und Kühlleistung von 1,2 MW ersetzt. Das neue System – das erste seiner Art – heizt im Winter und kühlt im Sommer; bedarfsgerecht und mit deutlich geringerer Umweltbelastung.

Dass das Projekt Leuchtturmcharakter hat, zeigt auch die finanzielle Beteiligung vom Bundesamt für Energie (BFE) und der Stiftung myclimate, welche die Anlage im Sinne eines Demonstrationsprojektes mitfinanziert haben. Die Idee dahinter ist, solche Konzepte schweizweit und branchenübergreifend zu etablieren. Durch diese Beteiligung werden wichtige Grundlagen und einmalige Erfahrungen im Hinblick auf die Schweizer Energiestrategie 2050 gesammelt.

Bei der Konzeptevaluation war es Migros ein Anliegen, einen großen Wert auf die Nachhaltigkeit zu legen, namentlich auf die reduzierte Treibhausgas-Emissionen, den reduzierten Energieverbrauch sowie auf den Einsatz von natürlichen Kältemitteln.

Migros Surseepark: Blick in die Kältezentrale

Bild: Frigo Consult

Migros Surseepark: Blick in die Kältezentrale

Vorreiter einer neuen Technologie

Eine der wesentlichen Stärken von CO2 als Kältemittel ist die Möglichkeit, hohe Vorlauftemperaturen resp. hohe Temperaturhübe zu erzielen, ohne dass dabei der Energieverbrauch wesentlich zunimmt. Diese Eigenschaft macht CO2 zu einer effizienten Lösung für Heizungssysteme mit hohen Temperaturhüben oder für Anwendungen mit Warmwasserbedarf. Folglich eignet sich CO2 insbesondere bei Bestandsbauten mit bestehenden Heizungsnetzen. Die Modernisierung solcher Bestandsbauten ist in der Schweiz gängige Praxis, zumal aufgrund der hohen Siedlungsdichte sowie der noch guten Bausubstanz verhältnismäßig wenig von Grund auf neu gebaut wird.

Die Kombination von Heizen und Kühlen in einem System erlaubt eine kompakte Bauweise, was insbesondere bei Bestandsbauten, aber auch bei Neubauten von Vorteil ist. Eine geschickte Anordnung der Wärmetauscher erlaubt es, die Wärme auch im Kühlbetrieb zu nutzten. Mit anderen Worten, es kann beispielsweise das Gebäude klimatisiert und, gleichzeitig ohne Mehraufwand, Warmwasser aufbereitet werden.

Seit der erfolgreichen Implementation von Ejektoren in die gewerbliche CO2-Kälte­anlage (seit 2013) ist es möglich, mittels CO2-Kälteanlagen auch in der Klimakälte bei hohen Außentemperaturen vergleichbare Leistungszahlen wie mit synthetischen Kältemitteln zu erzielen. Die Implementation von Ejektoren steigert die Effizienz zwischen 20 und 30 Prozent und erschließt somit komplett neue Anwendungen.

Die Leistungen der Kälteanlage bzw. der reversiblen CO2-Wärmepumpen sind auf den Bedarf des Detailhandels ausgelegt:

  • Kälteleistung Pluskühlung: 142 kW (135 lfm Kühlmöbel und 8 Kühlräume)
  • Kälteleistung Minuskühlung: 70 kW (40 lfm Kühlmöbel und 4 Tiefkühlräume)
  • Die Gaskühler der Kälteanlage sowie der Wärmepumpe/Klimatisierung sind auf dem Dach platziert.

    Migros nimmt mit diesem Projekt eine Vorreiterrolle ein. Sie hat bewusst auf das ökologischste Konzept mit den geringsten Treibhausgas-Emissionen gesetzt, trotz dessen Neuartigkeit und dementsprechend fehlenden Erfahrungswerten. Die Migros ist zudem bereit, Erkenntnisse und Erfahrungswerte aus dem Betrieb mit der Branche zu teilen, womit ein wertvoller Beitrag an die Reduktion der Umweltbelastung geleistet wird. Die Migros nimmt höhere Investitionskosten in Kauf, um nachhaltige und zukunftsweisende Technologien zu fördern.

    Die Leistungen der Kälteanlage bzw. der reversiblen CO2 Wärmepumpen sind auf den Bedarf des Detailhandels ausgelegt.

    Bild: Frigo Consult

    Die Leistungen der Kälteanlage bzw. der reversiblen CO2 Wärmepumpen sind auf den Bedarf des Detailhandels ausgelegt.

    Rolle von Frigo Consulting

    Frigo-Consulting war bei diesem Projekt in ­folgenden Bereichen federführend:

  • Konzeption
  • Auslegung/Dimensionierung
  • Fachbauleitung der Realisierung
  • Qualitätssicherung der Kälteanlage und der reversiblen CO2 Wärmepumpen
  • Frigo-Consulting fokussiert sich außerdem auf folgende Gebiete:

  • Planung von systemübergreifenden Gebäudekonzepten
  • Innovationen und Neuheiten zur Einsparung von Primär-Energie
  • Anwendungen für Pluskühlung, Tiefkühlung und Klimatisierung
  • Schulung und Ausbildung
  • Audits
  • Jonas Schönenberger
    Frigo-Consulting in Zusammenarbeit mit Migros Luzern

    Bild: Frigo Consult

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