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Eis-Energiespeicher und Wärmepumpen

Energie aus sieben Quellen

Das Priesteregg ist ein nachhaltiges Resort für den Wohlfühl­urlaub mit gutem Gewissen. Die authentische Bergdorf­architektur auf rund 1100 Metern Höhe bei der Gemeinde Leogang im Salzburger Land vereint die regionale Bauweise und schätzt die lokale Handwerkskunst. Beim Bau aller Chalets, Villen und des Priesteregg-Bades wurden regionale Hölzer wie Lärche, Zirbe und Fichte verwendet sowie alle Wohneinheiten nahezu CO2-neutral errichtet.

Das zehnjährige Bestehen des Ferienresorts gab für die Inhaber 2019 den Anstoß, den Chalet-Urlaub möglichst nachhaltig zu gestalten. Gemeinsam mit den Expertinnen und Experten von Viessmann wurde deshalb ein neues Konzept für die weitestgehend autarke Wärme- und Stromversorgung sowie die Kühlung entwickelt. Dies ist mit marktgängiger Technik und der intelligenten Verknüpfung alternativer Energiekonzepte eindrücklich gelungen.

Energiebedarf wird zu 100 % regenerativ gedeckt

Der Bedarf von 1300 MWh wird heute komplett mit erneuerbaren Energien gedeckt. Besonders bemerkenswert ist dabei die Vielzahl an regenerativen Energieressourcen. Die Energielieferanten für das Eco-Resort unterhalb der Leoganger Steinberge sind:

  • Sonnenlicht,
  • die Wärme der Außenluft,
  • Erdwärme,
  • feste Biomasse in Form von Holzpellets und
  • Biogas,
  • ergänzend wird die überschüssige Wärme aus dem Grauwasser der Hot Tubs und Pools in das System eingespeist sowie
  • zwei Eis-Energiespeicher, die während der Heizsaison einer
    Sole/Wasser-Wärmepumpe als Wärmequelle dienen und dabei die Kristallisationsenergie des Eises nutzen.
  • Vereinfachte Darstellung des Anlagenschemas der Wärme-, Kälte- und Stromversorgung des Eco-Resorts Priesteregg.

    Bild: Viessmann

    Vereinfachte Darstellung des Anlagenschemas der Wärme-, Kälte- und Stromversorgung des Eco-Resorts Priesteregg.

    Eis-Energiespeicher zum Heizen und Kühlen

    Als Primärquellen-Pufferspeicher machen Eis-Energiespeicher die Wärmequellen Erdreich und die Wärme der Umgebungsluft nutzbar und koppeln zusätzlich solare Wärme in das System ein. Speicher­medium ist herkömmliches, unbehandeltes Wasser.

    Im Eco-Resort kommen zwei parallelgeschaltete Speicherbehälter aus der Serienfertigung mit je 10 Kubikmeter Fassungsvermögen zum Einsatz. Die Lösung mit zwei Behältern wurde gewählt, weil die örtlichen Bodenverhältnisse die Installation eines einzelnen, entsprechend größeren Behälters nicht zuließen. Die angeschlossene Sole/Wasser-Wärmepumpe vom Typ Vitocal 300-G mit einer Nenn-Wärmeleistung von 17 kW entzieht den Speichern im Winter die Wärme zum Heizen der Räume. Sinken dabei die Temperaturen innerhalb der Speicher auf den Gefrierpunkt, so wird die freiwerdende Kristallisationsenergie (Erstarrungsenthalpie) ebenfalls genutzt. Pro Kilogramm Wasser sind das 93 Wh. Zehn Kubikmeter liefern so in etwa die gleiche Energiemenge, wie in 100 Litern Heizöl enthalten ist.

    Während jedoch Heizöl für die Wärmeerzeugung vollständig verbraucht würde, steht der Inhalt des Eis-Energiespeichers durch Regeneration mit Energie aus Luft, Sonne und Erdreich nahezu unbegrenzt als Wärmequelle zur Verfügung. Einen doppelten Nutzen bieten die Eis-Energiespeicher im Eco-Resort, weil sie in den warmen Sommermonaten auch zur natürlichen Kühlung der Gebäude eingesetzt werden. Die Regeneration des Eisspeichers nach der Heizperiode wird dann gestoppt, um so während der Sommermonate ein Kältereservoir als Wärmesenke zur Verfügung zu haben. Hierzu verfügt die Wärmepumpe über die “Natural Cooling“-Funktion, mit der die Wärme aus den Räumen über die Heizkreise abgeführt und in die Eis-Energiespeicher transportiert wird.

    Solar-Luftabsorber sammeln Wärme aus Umgebungsluft und Sonneneinstrahlung

    Zu einem Eis-Energiespeicher-System wie in Priesteregg gehören neben den Speichern sogenannte Solar-Luftabsorber. Über sie wird aus der Umgebungsluft und der Sonneneinstrahlung Wärme gewonnen und zunächst der Wärmepumpe zum Heizen zur Ver­fügung gestellt. Gibt es über den aktuellen Bedarf hinaus ein Energieangebot, so wird es in den beiden Eis-Energiespeichern bevorratet. Dazu sind in beiden Speichern Kunststoffrohre spiralförmig auf verschiedenen Ebenen montiert. Einen weiteren Energieeintrag erhalten die Speicher direkt über ihre Außenwandungen aus dem umgebenden Erdreich.

    Die weiteren Komponenten: Sole/Wasser- und Luft/Wasser-Wärmepumpen

    Neben dem Eis-Energiespeicher-System verfügt die Gesamtanlage in Priesteregg noch über weitere Systeme zur Nutzung erneuerbarer Energien. Dazu zählt eine serienmäßige Wärmepumpe Vitocal 350-G mit 42 kW Nenn-Wärmeleistung, die das warme Grauwasser nutzt. Eine weitere Wärmepumpe gleichen Typs nutzt als Wärmequelle das Wasser des Badeteichs. Aus der Abwasserwärme werden bis zu 240.000 kWh/a zurückgewonnen.

    Um eine weitere Wärmequelle für die beiden Sole/Wasser-Wärmepumpen zu erschließen, aber unnötige Tiefenbohrungen für Erdwärmesonden zu vermeiden, kann im Bedarfsfall auf Rückkühler umgeschaltet werden. Hinzu kommen drei Luft/Wasser-Wärmepumpen Vitocal 300-A mit jeweils 13,9 kW, die dann zum Einsatz kommen, wenn die Energie aus der Außenluft effizienter gewonnen werden kann als aus dem Grauwasser oder den Rückkühlern.

    Blick in einen Eis-Energiespeicher.

    Bild: Viessmann

    Blick in einen Eis-Energiespeicher.

    Biomasse aus der Region

    Die Wärmepumpen werden ergänzt durch einen Biomassekessel vom Typ Vitoflex 300-RF mit 270 kW Nenn-Wärmeleistung und einen Vitoligno 300-H (150 kW). Mit ihnen werden jährlich rund 270 Tonnen Pellets thermisch genutzt. Das Holz dazu stammt aus der Region. Biomasse in gasförmiger Form nutzen ein Gas-Brennwert-Wand­gerät Vitodens 200-W (Nenn-Wärmeleistung 150 kW) und ein Blockheizkraftwerk (BHKW) Vitobloc 200 mit 20 kW elektrischer und 39 kW thermischer Leistung. Das BHKW ist für den Inselbetrieb ausgelegt und versorgt bei einem Ausfall der Stromversorgung die wichtigsten Verbraucher des Resorts. Mit dem durch Biogas erzeugten Strom des BHKW werden jährlich 147 t CO2 vermieden.

    Photovoltaik erzeugt mehr Strom als verbraucht wird

    Den Löwenanteil der Stromversorgung übernimmt eine Photovoltaikanlage aus 432 Vitovolt 300 Modulen mit 127 kWp. Sie erzeugen mehr Strom als verbraucht wird und versorgen neben sämtlichen Wärmepumpen auch alle anderen Verbraucher des Eco-Resorts. Durch die Photovoltaik-Anlage werden pro Jahr rund 115 t CO2 eingespart.

    Die zentrale Rolle bei der aus vielen Komponenten und unterschiedlichen Energieerzeugern bestehenden Anlage spielt die Regelung Vitocontrol 200-M. Sie vervollständigt die Systemlösung. Der Betreiber profitiert von einer einfach zu steuernden Bedienzentrale für einen ökologischen und ökonomischen Betrieb. Neun Personen aus der Haustechnik des Resorts wurden vom Technischen Dienst von Viessmann dafür geschult.

    Fazit

    Eine multivalente Wärme-, Kälte- und Stromversorgung, wie sie in ­Priesteregg mit ihren individuellen Anforderungen realisiert wurde, lässt sich dann am besten verwirklichen, wenn sie als Gesamtpaket – von der Idee über die kompetente Beratung und mit allen wesentlichen Systemkomponenten bis hin zum umfassenden Service – aus einer Hand stammen. Dieser ganzheitliche Ansatz bietet beste Vorausset­zungen dafür, dass die neue Anlage exakt zu den Anforderungen des ­Betreibers passt, in möglichst kurzer Zeit und im Rahmen der wirtschaftlichen Vorgaben realisiert ist und auch morgen und übermorgen noch Bestand hat. Das Ergebnis des CO2-neutralen und energie­autarken Projekts kann sich sehen lassen: Viessmann wurde für das Bergdorf Priesteregg mit dem Materialica Award 2021 von eMove 360° Europe in der Kategorie CO2-Effizienz ausgezeichnet. Tatsächlich eine hochkarätige Ehrung für nachhaltige Hotellerie.

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