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Luft/Wasser-Wärmepumpen in gewerblich genutzten Gebäuden

Luft und Wasser als Öl-Ersatz

Aus dem ehemaligen Betrieb VEB Denkmalpflege Schwerin ist inzwischen die Neumühler Bauhütte geworden. Sie besteht aus einer Malerwerkstatt, einer Zimmerei, einem Betrieb für Putz- und Stuckbau, einer Tischlerei, einer Werkstatt für Isoliertechnik, einem Brandschutztechnik-Unternehmen, einer Schlosserei und einer Werkstatt für Architekturbau. Auf dem 12 000 m2 großen Gelände befinden sich außerdem noch ein Bürogebäude und ein Wohnhaus. Am Rande des Grundstücks steht ein weiteres Gebäude, dessen hoher Schornstein die Funktion erkennen lässt: das Heizhaus. Darin befinden sich zwei 250-kW-Ölkessel aus den 90er-Jahren. 50 000 l des fossilen Brennstoffs benötigten sie im Jahr, um die Werkstätten und Büros zu beheizen. Die hohen Betriebskosten waren eine enorme finanzielle Belastung für die kleinen Handwerksunternehmen.

Andreas Leßmeister hat sich deswegen seit einigen Jahren mit dem Thema Modernisierung der Heizungsanlage beschäftigt. Dabei gibt es so viele Aspekte, die man berücksichtigen muss“, erinnert sich der Grundstückseigentümer und Gesellschafter einiger Werkstätten. Das primäre Ziel der Sanierung sollte eine Stabilisierung der Nebenkosten sein. Denn gerade kleinen Werkstätten, die oftmals mit einer schwankenden Auftragslage zu kämpfen haben, geben stabile Betriebskosten vor allem in wirtschaftlich schwierigen Zeiten Planungssicherheit.

Der Investor hat sich von verschiedenen Fachhandwerksunternehmen beraten lassenund diverse Vorschläge bekommen – von Blockheizkraftwerken (BHKW) über eine Pelletanlage bis hin zur konventionellen Gasheizung. Wenn man sich allerdings mit dem Thema beschäftigt, weiß man, dass bei Gas die gleiche Abhängigkeit von den Weltmärkten besteht wie bei Öl“, sagt Leßmeister. Die Umrüstung wäre zudem mit hohen Kosten verbunden gewesen, da die Anbindung an das Gasnetz sowie die Verlegung von Gasleitungen auf dem Gelände nötig geworden wären.

Leßmeister hat auch von Frank-Michael Becker, Geschäftsführer der Energy Tec Energietechnik Becker, ein Angebot eingeholt. Dessen Lösung war eine dezentrale Wärmeversorgung mit Luft/Wasser-Wärmepumpen-Kaskaden. Bei diesem Objekt waren nicht die alten Ölkessel allein das Problem, sondern auch die Konzeption der klassischen Heizungsanlage mit einem zentralen Wärmeerzeuger und einem Nahwärmenetz“, erläutert Becker. Vom Heizhaus wurde das Warmwasser durch lange, ober- und unterirdisch verlaufende Leitungen zu den einzelnen Gebäuden geführt. Messungen hatten ergeben, dass die Wärmeverluste durch die zum Teil ungedämmten Rohrleitungen an einigen Stellen bis zu 50 Prozent betrugen. Dieser Energieverlust wäre mit dem reinen Austausch des Wärmeerzeugers im Heizhaus nicht beseitigt worden.

Zehn Wärmepumpen-Anlagen versorgen Gebäude bedarfsgerecht

Das Gewerbe-Areal eignet sich bestens für den Einsatz von Wärmepumpen. Unter anderem ist die Raumtemperatur in den Werkstätten geringer als beispielsweise in Wohnräumen. Daher sind die benötigten Vorlauftemperaturen niedriger, und die Wärmepumpe kann effizient arbeiten. Eine umfassende Dämmung der Gebäude ist in diesem Fall nicht zwingend nötig. Des Weiteren werden die Türen und Tore der Handwerksbetriebe meist geschlossen gehalten. Energieverluste, wie sie beispielsweise in Gewerbe-Objekten entstehen, deren Türen/Tore aufgrund gewisser Arbeitsabläufe meist offen stehen, sind hier nicht zu erwarten.

Beckers Lösung hat Leßmeister überzeugt. 2012 wurden die ersten beiden Geräte installiert. Wir haben als Erstes die beiden Werkstätten vom Wärmenetz getrennt, die am weitesten vom Heizhaus entfernt liegen“, erklärt Becker. In drei Etappen wurden die acht Gebäude sukzessive mit Wärmepumpen-Einheiten ausgerüstet, insgesamt wurden zehn  Ecodan Luft/Wasser-Wärmepumpen von Mitsubishi Electric installiert. Die Maler-Werkstätten werden mit zwei in Kaskade geschalteten Modulen mit je 28 kW beheizt. Die Schlosserei und die Tischlerei werden von einem 28-kW-Gerät versorgt. Alle drei Einheiten nutzen die Invertertechnologie, um die Leistung möglichst exakt anzupassen. So wird neben Leistungsüberschüssen auch uneffizientes Takten verhindert“, erläutert Becker.

Für das Bürogebäude wurden drei Module mit je 23 kW in Kaskade geschaltet, ebenfalls eine dreier Kaskade (dreimal 14 kW Leistung) beheizt das Wohngebäude. Für die Architekturbau-Werkstatt und die Sanitärräume wurde eine 14-kW-Einheit installiert. Diese sieben Wärmepumpen nutzen die weltweit patentierte Zubadan-Technologie, die 100 Prozent Heizleistung bis zu Temperaturen von 15 °C erreicht. Die einwandfreie Funktion gewährleistet der Hersteller sogar bis 28 °C. Dadurch eignet sich dieses Ecodan-Modell auch für die Sanierung anderer Wohn- und Bürogebäude, da es auch bei den in manchen Fällen nötigen hohen Vorlauftemperaturen noch effizient arbeitet – ohne den Einsatz eines zusätzlichen Wärmeerzeugers auf Basis fossiler Brennstoffe oder einen elektrischen Heizstab.

Dezentrale Wärmeversorgung ermöglicht individuelle Heizkurven

Die Außenmodule wurden direkt neben den Gebäuden platziert und durch Kältemittelleitungen mit Hydromodulen im Inneren verbunden. Die Hydromodule sind mit allen Komponenten für eine effiziente Wärmeverteilung ausgestattet und können leicht an Wänden montiert werden. Auf dem Gelände der Neumühler Bauhütte sind die Innen- und Außengeräte in kurzer Distanz installiert worden, das System ermöglicht durch eine Kältemittelleitungslänge von bis zu 80 m aber auch größere Abstände. Während der Sanierungsphase wurde das Nahwärmenetz schrittweise zurückgebaut, und im vergangenen Jahr konnte schließlich mit Inbetriebnahme der letzten Wärmepumpe auch die alte Ölheizung ausgeschaltet werden.

Die dezentrale Versorgung der einzelnen Gebäude hat noch weitere Vorteile. Jetzt lassen sich beispielsweise die Heizkurven individuell und exakt an die gewünschte Raumtemperatur anpassen. Im Büro möchte man es bei 21 °C bis 22 °C angenehm warm haben, während in der Schlosserei in der Regel 15 °C bis 16 °C ausreichend sind“, nennt Becker als Beispiel. Des Weiteren ist die Kaskadenschaltung von Vorteil, wenn Wartungs- und Servicearbeiten durchgeführt werden. Wenn ein Gerät kurzzeitig ausgeschaltet wird, können die beiden anderen weiterlaufen“, erklärt Becker. Darüber hinaus wurden die Anlagen so ausgelegt, dass nötigenfalls über den angeschlossenen Pufferspeicher genügend Wärmeleistung zur Verfügung gestellt wird.

Energetische Sanierung in mehreren Phasen hat finanzielle Vorteile

Die Wärmeverteilung in den Gebäuden wurde beibehalten. In den Heizkörpersträngen zu den gusseisernen Radiatoren befinden sich zwischen 500 und 600 l Wasser. Durch dieses große Wasservolumen konnten kleinere Pufferspeicher gewählt werden. Zu jeder Kaskadenlösung gehört ein 1000-l-Pufferspeicher. Im Wohngebäude wurde zusätzlich ein 1000-l-Speicher für Frischwasser installiert. Bislang befindet sich eine Betriebswohnung in dem Gebäude, durch Umbauarbeiten einschließlich Dämmung soll eine Wohneinheit für mindestens zwei Parteien entstehen.

Durch die sukzessive Installation der Wärmepumpen-Anlagen hat die Modernisierung insgesamt drei Jahre gedauert. Doch für den Kunden hat eine solch phasenweise Umrüstung finanzielle Vorteile. Die Investitionskosten müssen nicht zu einem bestimmten Zeitpunkt getätigt werden, sondern verteilen sich über einen längeren Zeitraum. Die Energiekostenersparnis beginnt hingegen schon ab der Inbetriebnahme der ersten Anlage“, so Becker. Er sieht in der Neumühler Bauhütte ein gutes Beispiel für die gelungene Sanierung eines Gewerbebetriebes mit Mischnutzung. Wir werden die Anlagen weiter beobachten, um Erfahrungen zu sammeln und aus den Zahlen Schlüsse für andere Gewerbetriebe ziehen, die sich ein ähnliches Konzept vorstellen können.“

Neben der Modernisierung der Heizungsanlage hat Leßmeister auch mit der energetischen Sanierung des Areals begonnen. Zunächst wurde eine Photovoltaikanlage installiert, dann Dach und Wände des Bürogebäudes gedämmt. Abgeschlossen ist der Prozess noch nicht. Ich würde gerne den durch Photovoltaik erzeugten Strom für den Betrieb der Wärmepumpen nutzen, um die Heizkosten weiter zu senken. Allerdings muss das noch mit unserem Energieversorger geklärt werden“, erzählt Leßmeister, dem die Energiewende ein persönliches Anliegen ist. Zusammen mit einem Partner führt er ein Unternehmen in der Offs-hore-Windindustrie, zudem hat er ein Masterstudium Erneuerbare Energien absolviert. Aus unternehmerischer Sicht macht ein Engagement in diesem Bereich auf jeden Fall Sinn, denn es ergeben sich Chancen, die man in anderen Märkten nicht hat.“

Heatworld vermietet Rooftops mit Wärmepumpe

Heatworld Rentals ist eine Division von Coolworld, einem internationalen Vermietungsunternehmen für Kühl- und Heizgeräte mit Hauptniederlassung in Waalwijk (Niederlande) und weiteren eigenen Niederlassungen, Logistik-Depots und Servicepunkten in den Niederlanden, Belgien, Deutschland, Frankreich, Österreich und der Schweiz.

www.coolworld-rentals.de

Rooftops mit Wärmepumpe sind Geräte, die alle Wärmekomponenten in einer kompakten Einheit vereinen. Sie werden für die Optimierung des Innenraumklimas eingesetzt. Heatworld Rentals vermietet Rooftops mit Wärmepumpen für temporäre Heizungsanwendungen, die im Außenbereich aufgestellt werden. Die Auslassluft wird über ein bis zwei Luftschläuche in das Innere geleitet oder direkt an vorhandenen Lüftungsanlagen angeschlossen. Das garantiert ein optimales Innenraumklima auch in extremen Kälteperioden oder als vorübergehender Ersatz einer festen Heizungsanlage.

Heatworld hat zwei leistungsfähige Rooftops mit sehr niedrigen Schallpegeln [28 bzw. 35 dB (A)] und Heizleistungen von 50 bzw. 108 kW im Vermietungsprogramm (Bild). Diese energiesparenden Geräte können im Sommer wie im Winter benutzt werden. Durch ihre betriebsfertigen Ausführungen lassen sie sich einfach installieren und bedienen. Die Geräte verfügen über stabile Stahlrahmen mit Gittern, die sie vor Beschädigungen schützen. Außerdem sind die Rooftops von Heatworld Stapler und Kran geeignet und ermöglichen so eine flexible Aufstellung.

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