Nahwärme mit Sektorenkopplung und Booster-Lösung

Energieautarkes Wohnquartier

Etwa 50 Jahre alt sind die Gebäude des Wohnquartiers Bärendorfer Straße in Bochum-Weitmar. Zeit für eine Totalsanierung, auch im Sinne der Gebäudeenergie. Eigentümer Vonovia befand, man könne am Unternehmensstandort Bochum mehr als nur sanieren. Es ließe sich ein Zeichen setzen – in Form eines energieautarken Wohnquartiers. Ein Pilotprojekt der Energiewende! Direkt im Wohnquartier wurde die „Energiezentrale der Zukunft“ errichtet. In der innovativen Heizzentrale werden erneuerbare Energien aus mehreren Quellen modellhaft zusammenführt. So liefert z. B. Photovoltaik auf den Dächern elektrischen Strom. Er treibt Wärmepumpen für Heizung sowie Warmwasser an und beliefert die E-Ladesäulen des modernisierten Wohnquartiers. Nicht verbrauchte Energie wird im Elektrolyseur für die Speicherung in grünem Wasserstoff genutzt. Bei erneutem Bedarf gewinnt eine Brennstoffzelle den Strom wieder zurück.

Mittelwarmes Nahwärmenetz

Für die Gebäudewärme wurde ein quartierseigenes Nahwärmenetz eingerichtet. Aufgrund der Art der Wärmequellen handelt es sich um ein mittelwarmes Netz, das mit einer Vorlauftemperatur von etwa 45 °C betrieben wird. Die Gebäude selbst wurden erweitert und neu gedämmt. Was allerdings bleiben musste, waren die Radiatorheizungen.

Die Umstellung auf eine Fußbodenheizung war aus baulichen und Kostengründen nur für die aufgestockten Etagen möglich. Die Radiatoren ans neue mittelwarme Netz anzuschließen, bedeutete eine wärmetechnische Herausforderung, eine zu große für die ursprüngliche Übergabe- und Verteiltechnik in den Heizungskellern. Ganz zu schweigen von der Unmöglichkeit, mit ihr die Trinkwassererwärmung in den Bereich von Komfort und Hygiene zu bringen: Hier war eine Verstärkungslösung gefragt. Viessmann, selbst mit Energieerzeugungsanlagen am Projekt beteiligt, fand, dies sei ein Fall für seinen Partner Pewo.

Die Booster-Systemlösung

In der ersten Pilotanlage hebt die kaskadierte Booster-Wärmepumpe Titan HT (förderfähig) die Vorlauftemperatur im Nahwärmenetz von 45 ° auf ca. 68 °C an. Die zentrale Heizung & Trinkwassererwärmung erfolgt durch ein Heizungsmodul und einer Frischwasserstation. Die Steuerungen der Module des Booster-WP-Systems sind autark, ein Masterregler übernimmt die individuellen Anforderungen. Pufferspeicher dienen als Wärmespeicher zum Ausgleich von Verbrauchsspitzen im Durchflusssystem.

Das Projekt EZZ zeigt, dass Wärmetechnik von Pewo auch mit schwierigsten wärmetechnischen Bedingungen umzugehen vermag. Nun soll Anlauf genommen werden, das gesamte Quartier neu auszurüsten. Die Energiezentrale der Zukunft soll deutschlandweit Schule machen.

Solo für Wohnungsstationen

In den 45 Wohnungen in der Elbphilharmonie sind maßgeschneiderte Pewo Wohnungsstationen verbaut. Bild: iStock, Alex Hagemann

An der Elbphilharmonie in Hamburg ist rein gar nichts von der Stange: weder die Akustik noch die Architektur. Die Exklusivität erstreckt sich bis in die Wärmetechnik. Höchst individuell sind auch die 40 Einliegerwohnungen zugeschnitten, die es im Gebäude gibt. Pewo durfte sie mit Wohnungstationen ausstatten, die platzbedingt ebenfalls maßgeschneidert sein mussten.

Individuelle Wohnungsstationen

Keine der 45 Wohnungen gleicht der anderen, weder in Größe noch im Grundriss. Bei der Gebäudewärme hatten sich die Planer für eine dezentrale Lösung entschieden. Dabei war auch der Platz für die Wohnungsstationen in jedem Fall äußerst knapp bemessen – und das in stets anderen Abmessungen. Zudem wurden die Wohnungen an ein Kühlsystem mit Vierleiter-System angeschlossen. Aus der zusätzlichen Kühlfunktion der Fußbodenheizkreisläufe leitete sich eine extrem geringe Temperaturspreizung zwischen Vor- und Rücklauf (38 °C/36 °C) ab. Durch extrem leistungsstarke Plattenwärmeübertrager lässt sich das Problem einfangen, doch gerade sie brauchen sehr viel Platz, den es hier nicht gab. Das Baukastensystem von Pewo zeigte, was es wert ist.

Individuelle Wohnungsstation Elbphilharmonie - Bild: Pewo Energietechnik GmbH

Die Rahmenbedingungen führten dazu, dass die Therm T4L für die „Elphi“ noch einmal neu entworfen wurde – nun im Rahmen des Systems. Das hielt den Aufwand auf vertretbarem Niveau. In den meisten Fällen lief es auf Wohnungsstationen in Gestalt sehr schlanker und bis zu 2,50 m hoher Türme hinaus.

Die Serien-Wohnungsstation Therm T Kombi mit elektrischer Zusatzheizung

Serien-Wohnungsstation Therm T Kombi - Bild: Pewo Energietechnik GmbH

Therm T Kombi ist eine im Detail modular konfigurierbare Wohnungsstation mit maximal zwei Heizkreisen. Sie eignet sich besonders für niedrige Vorlauftemperaturen, etwa bei der Nutzung von Wärmepumpen oder mittelwarmen Wärmenetzen. Hier ist eine unterstützende Wärmequelle vonnöten, die das Temperaturniveau im Trinkwasserbereich anhebt. Therm T Kombi ist mit einem elektrischen Durchlauferhitzer ausgestattet, der sich bei Spitzenlast zuschaltet. Außerdem kann einer der beiden Heizkreise auf die niedrigen Vorlauftemperaturen einer Fußbodenheizung ausgelegt werden.

Eine Information der Pewo Energietechnik GmbH, Elsterheide