Baufachzeitung

20.08.2017

Kältetechnik Baufachzeitung

Kinderhilfswerk heizt und kühlt mit Geothermie

 Im hessischen Friedrichsdorf bezog das christliche Kinderhilfswerk World Vision seine neuen Räumlichkeiten in einem umweltschonend beheizten und gekühlten Neubau für bis zu 200 Mitarbeiter. Bild: Glen Dimplex Deutschland GmbH, Kulmbach

Im hessischen Friedrichsdorf, knapp 20 Kilometer nördlich von Frankfurt am Main, erwarb die World Vision Stiftung vor zwei Jahren ein Grundstück für den Neubau des Hauptsitzes von World Vision Deutschland e.V.. Eine der Zielvorgaben für das Gebäude war die Reduzierung der bisher angefallenen Miet- und Energiekosten. Bauherr ist die World Vision Stiftung, die das Gebäude langfristig über einen zinsgünstigen Kredit finanziert und an das Kinderhilfswerk World Vision Deutschland e.V. zu Selbstkosten vermietet. Dadurch kann das Kinderhilfswerk seine Miet- und Energiekosten im Vergleich zu den alten Räumlichkeiten deutlich reduzieren und schont dadurch die Umwelt.

Das Gebäude besteht aus zwei versetzt ineinander greifenden, viergeschossigen Baukörpern mit einem Staffelgeschoss. Der planende Architekt übersetzte mit seinem Gebäudeentwurf die Symbolik von zwei sich ergreifenden Händen. Damit nahm er den Ansatz des Hilfswerks auf, mit den Projektpartnern in allen Ländern partnerschaftlich zusammen zu arbeiten.
Ein weiteres Ziel, neben der Reduzierung der Miet- und Energiekosten, war die Reduzierung der CO2-Emissionen, die World Vision in seinen internationalen Hilfsprojekten mit verschiedenen Ansätzen fördert und natürlich auch in Friedrichsdorf vorleben will. Man entschied sich daher bewusst für die Nutzung regenerativer Energien. Während der Planungsphase wurden die Vorteile verschiedener Wärmeversorgungskonzepte miteinander verglichen. Letztlich entschied sich der Bauherr aufgrund der hohen Wirtschaftlichkeit für die im Goldbeck Konzept angebotene Geothermie-Anlage. Zwar wurde bei einer Pilotbohrung eine Wasserblase entdeckt, so dass aufgrund von Auflagen der Unteren Wasserbehörde die Bohrungen etwas aufwändiger wurden als ursprünglich geplant, aber an der grundsätzlichen Wirtschaftlichkeit der Geothermie-Anlage gab es keine Zweifel.

Unter dem Parkplatz des Neubaus befindet sich das Erdsonden-Feld mit ingesamt 28 Bohrungen, die in bis zu 99 Meter Tiefe reichen. Diese entziehen dem Erdreich die Wärme bzw. die Kälte, mit der das Gebäude im Winter beheizt und im Sommer gekühlt wird. Bild: Glen Dimplex Deutschland GmbH, Kulmbach

Die zu beheizende Fläche des Verwaltungsgebäudes liegt bei ca. 3.300 Quadratmeter Bürofläche und ca. 400 Quadratmeter Lagerfläche. Die Wärmebedarfs-Berechnung ergab hierfür eine Gesamt-Heizlast von 115 kW. Für den Kältebedarf des neuen World Vision Hauptquartiers wurde eine Energiemenge von 200 kW ermittelt. Auf diesen Werten basierend baute man in den Kellerräumen des Gebäudes zwei Dimplex Sole/Wasser-Wärmepumpen ein, die zusammen ca. 200 kW Leistung erbringen: eine SI 130TUR+ (ca. 130kW) und eine SI 75TER+ (ca. 75kW). Für den sicheren kontinuierlichen Betrieb der Wärmepumpen sorgt ein 500 Liter-Pufferspeicher. Ein Warmwasserspeicher wird nicht benötigt, da benötigtes Warmwasser dezentral über elektrisch betriebene Durchlauferhitzer erzeugt wird. Die schalloptimierten Metallgehäuse und die integrierte Körperschallentkopplung mit frei schwingender Verdichter-Grundplatte der beiden Wärmepumpen ermöglichen den direkten Anschluss an ein Heizsystem. Sperrzeiten für den Betrieb der Pumpen wurden vom regionalen Energieversorger nicht gefordert.

Der Fachplaner Dennis Wortmeier von der GOLDBECK West GmbH kannte die Vorteile der eingebauten Sole/Wasser-Wärmepumpen bereits. „Es gab aus früheren Projekten sehr gute Kontakte zum Unternehmen, daher kannte ich schon im Vorfeld den richtigen Ansprechpartner. Die Planungsabteilung von Dimplex stand uns während der Planung und der Montage jederzeit mit Rat und Tat zur Seite, sie ermittelte zum Beispiel auch die Größe des benötigten Pufferspeichers“, lobt Dennis Wortmeier die Zusammenarbeit. „Die gesamte Planung lief reibungslos, nachdem wir die bei der Pilotbohrung entdeckte Wasserblase berücksichtigt hatten“, ergänzt der Ingenieur. Die Sole/Wasser-Wärmepumpen wurden von der Fachfirma Sauer und Sohn GmbH aus Gedern installiert. Deren Geschäftsführer Martin Sauer meint zur Installation der beiden Wärmepumpen: "Die Wärmepumpen von Dimplex sind sehr montagefreundlich und konnten daher schnell und ohne großen Aufwand installiert werden. In diesem Sinne wurde auch der Anschluss der beiden Pumpen an die Heizverteilanlage sehr zeiteffizient realisiert“. Die Inbetriebnahme im Dezember 2012 fand gemeinsam mit einem Techniker von Dimplex statt.

In den Kellerräumen des Neubaus wurde je eine Dimplex Sole/Wasser-Wärmepumpe vom Typ Dimplex SI130TUR+ und eine vom Typ SI75TER+ eingebaut. Der Kältekreislauf im Inneren der Geräte macht die Geothermie aus den Sonden für die Gebäudeklimatisierung nutzbar.  Bild: Glen Dimplex Deutschland GmbH, Kulmbach

Die Wärmepumpen-Manager der beiden Sole/Wasser-Wärmepumpen wurden in die Mess-, Steuerungs- und Regelungstechnik des Gebäudes eingebunden, die von der Monsun GmbH aus Frankfurt konzipiert und installiert wurde. Die Regler können somit über die zentrale Gebäudeleittechnik überwacht und gesteuert werden. Die Energiequelle der Sole/Wasser-Wärmepumpen sind die Erdsonden. Mit insgesamt 28 Bohrungen, die innerhalb von nur drei Wochen ausgeführt wurden und bis zu 99 Meter in die Tiefe gehen, entzieht man in Friedrichsdorf dem Energiespeicher Erde die Wärme. Nachdem die Bohrungen abgeschlossen und die Erdsonden verbaut waren, wurden darüber Parkplätze für die Mitarbeiter angelegt.

Die reversiblen Sole/Wasser-Wärmepumpen von Dimplex garantieren den Mitarbeitern von World Vision im Winter behagliche Wärme sowie angenehme Temperaturen im Sommer, da eine passive Kühlung über die Sonden möglich ist. Die passive Kühlung, die auch unter dem Begriff „Freecooling“ bekannt ist, ermöglicht die Klimatisierung von Gebäuden auf eine Weise, die nur einen geringfügigen Energieaufwand im Betrieb verursacht. Bei der passiven Kühlung wird die überschüssige Gebäudewärme während der Sommermonate den Erdsonden zugeführt und an das Erdreich in der Umgebung der Erdwärmesonden zur Zwischenspeicherung abgegeben. Die Innenraumtemperaturen werden dadurch gesenkt. Aufgrund der Speicherung und späteren Wiederverwendung dieser Wärmeenergie kann während der kalten Monate im Heizbetrieb mit der Wärmepumpe eine höhere Leistungszahl erzielt werden. Die Effizienz der Anlage wird enorm gesteigert. Für die Kühlung des Gebäudes in Friedrichsdorf wird nur die elektrische Energie für den Betrieb der Pumpen benötigt. Auf eine teure Klimaanlage kann verzichtet werden.

Im neuen Hauptquartier von World Vision wurde ein sogenannter „Goldbeck Energieboden“ eingebaut, der im Sommer die Funktion einer Fußbodenheizung und im Winter die Raumkühlung übernimmt. Dabei wird das Grundprinzip einer thermisch aktivierten Übertragungs- und Speichermasse der Fußbodenfläche genutzt. Es handelt sich um ein Flächenheiz- und Kühlsystem, das mit relativ geringen Vorlauftemperaturen arbeitet. Auf vorgefertigte Matten wird ein Rohrheizsystem mit einer Estrichüberdeckung von 6 Zentimetern verlegt. Die Vorlauftemperatur des Flächenheiz- und Kühlsystems beträgt im Heizfall 35 Grad und die Rücklauftemperatur 30 Grad. Wenn im Sommer die Innentemperaturen abgesenkt werden, beträgt die Vorlauftemperatur 16 Grad und die Rücklauftemperatur 21 Grad. In den Sommermonaten wird das Prinzip der passiven Kühlung intensiv genutzt, daher kann in den Wintermonaten die im Erdreich zwischengespeicherte Energie wieder verwendet werden.

Die nachhaltige Energieversorgung mit den Sole/Wasser-Wärmepumpen von Dimplex sichert World Vision langfristig kalkulierbare, niedrige Energiekosten und leistet einen spürbaren Beitrag zur Entlastung der Umwelt. Bereits seit Beginn der Nutzung können relevante Einsparungen bei den Betriebskosten realisiert werden. Im alten Gebäude erzeugte eine herkömmliche Ölheizung die benötigte Wärmeleistung. Die Heizkosten betrugen dort ca. 11,35 Euro pro Quadratmeter im Jahresmittel. Obwohl im Neubau nicht nur geheizt, sondern auch gekühlt wird, konnten mit der Geothermie-Anlage und den beiden Wärmepumpen von Dimplex die Energieverbrauchskosten auf ca. 6,30 Euro pro Quadratmeter, also auf fast die Hälfte, reduziert werden.

Mit den neuen Räumlichkeiten ist es dem Kinderhilfswerk gelungen, den eigenen Mitarbeitern attraktive und wirtschaftliche Arbeitsplätze zu schaffen und diese mit einer zuverlässigen und fast wartungsfreien Wärme- und Kühlanlage zu bewirtschaften, die zudem eine beispielhafte Ökobilanz vorweist und die Gesamtkosten reduziert und somit mehr Mittel für die Projektarbeit bereitstellt.

Glen Dimplex Deutschland GmbH - Geschäftsbereich Dimplex, www.dimplex.de

In den Kellerräumen des Neubaus wurde je eine Dimplex Sole/Wasser-Wärmepumpe vom Typ Dimplex SI130TUR+ und eine vom Typ SI75TER+ eingebaut. Der Kältekreislauf im Inneren der Geräte macht die Geothermie aus den Sonden für die Gebäudeklimatisierung nutzbar.  Bild: Glen Dimplex Deutschland GmbH, Kulmbach

 

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