Neue Wärmeversorgung für Zwei- und Vierbeiner

Die bestehende Heizungsanlage des Tierheims Nürnberg, die das Kleintierhaus (330 m²), das Hauptgebäude (2.300 m²), ein Verwaltungsgebäude sowie die Hausmeisterwohnung versorgte, war über 20 Jahre alt. Sie bestand aus drei Ölkesseln mit einer Gesamtleistung von 350 kW. Zuletzt war nur noch ein Kessel regulär in Betrieb, während das Hauptgebäude zusätzlich über einen Mietcontainer beheizt wurde. Die Warmwasserversorgung – u. a. für die Waschmaschinen – erfolgte über zwei 300-l-Trinkwasserspeicher.

Um wieder eine zuverlässige und dauerhaft stabile Wärmeversorgung sicherzustellen, entschied sich der Betreiber für eine umfassende Sanierung der Anlage. Die neue Heizlösung sollte ohne Öl auskommen, förderfähig sein und niedrige Betriebskosten ermöglichen. Für den Tierschutzverein spielt die BEG-Förderung eine zentrale Rolle, da der Betrieb überwiegend über Spenden, Mitgliedsbeiträge, Patenschaften und Erbschaften finanziert wird und größere Investitionen ohne Zuschüsse kaum realisierbar sind.

Der Umbau sollte in kurzer Zeit umgesetzt werden, um den laufenden Betrieb des Tierheims möglichst wenig zu beeinträchtigen. Eine weitere Herausforderung stellte die Lage des Objektes dar, hier war weder ein Anschluss an eine Gasleitung noch an ein Fernwärmenetz möglich.

Technische Lösung

Nach der Ermittlung der Heizlast durch das Nürnberger Ingenieurbüro Mission.Ing entwickelte die deutsche Niederlassung von Hoval ein passendes Gesamtkonzept. Die Lösung basiert auf einem Hybridsystem aus Wärmepumpen und einem Gas-Brennwertkessel, der aufgrund der fehlenden Erdgasversorgung mit Flüssiggas (LPG) betrieben wird.

Besonders vorteilhaft ist die Möglichkeit, statt konventionellem Flüssiggas auch Bio-LPG einzusetzen. Damit wurde eine vollständig regenerative Wärmeversorgung ermöglicht.

Wärmepumpe mit 48 kW Leistung

Eingesetzt wurde die Luft/Wasser-Wärmepumpe Hoval Belaria pro^® (50) mit natürlichem Kältemittel R290 und einer maximalen Heizleistung von 48 kW. In Kaskadenschaltung von vier Geräten lassen sich Leistungen von bis zu 192 kW bereitstellen.

Die Geräte ermöglichen Vorlauftemperaturen bis 70 °C und eignen sich damit besonders für den Einsatz im Bestand. Im Tierheim wurden zwei Wärmepumpen mit einer Gesamtleistung von 96 kW installiert, ausgelegt auf eine Vorlauftemperatur von 60 °C. Damit wird die Grundlast der Wärmeversorgung abgedeckt. Die Jahresarbeitszahl nach VDI 4650 im Heizbetrieb beträgt prognostiziert 4,05.

Die Gebäude des Tierheims sollen künftig schrittweise energetisch saniert werden. Dies ermöglicht niedrigere Vorlauftemperaturen und damit einen noch effizienteren Betrieb.

Der maximale Schallleistungspegel der Geräte liegt jeweils bei 65 dB(A). Die nach § 14a EnWG geforderte Steuerbarkeit der Wärmepumpen wird über eine Modbus-Schnittstelle sichergestellt, die eine Kopplung mit Smart-Meter-Gateways und Energiemanagementsystemen ermöglicht.

Abdeckung der Spitzenlast durch Gaskessel

Zur Abdeckung der Spitzenlast kommt ein Gas-Brennwertkessel UltraGas 2^® (300) mit einer maximalen Heizleistung von knapp 300 kW zum Einsatz. Aufgrund der fehlenden Erdgasversorgung wird er mit Flüssiggas (LPG) betrieben.

Hoval Gas-Brennwertkessel UltraGas® (rechts) und Frischwasserstation im Technikraum. Bild: Hoval

Dafür wurde auf dem Gelände des Tierheims ein unterirdischer Tank mit einem Volumen von 6.400 l installiert. Die Verlegung der rund 45 m langen Gasleitungen zur Heizzentrale sowie die Installation übernahm die Fa. Friedrich Scharr KG. Zur Betriebssicherheit ist der Tank mit einem Ferninhaltsanzeiger ausgestattet, der bei niedrigem Füllstand über ein GSM-Modul eine automatische Nachbefüllung auslöst. Zusätzlich kann der aktuelle Füllstand per App jederzeit eingesehen werden, Ein unterbrechungsfreier Betrieb ist damit gewährleistet.

Als Pufferspeicher kommen zwei EnerVal G (1000) mit jeweils 922 l Inhalt zum Einsatz. Diese dienen sowohl der Energiespeicherung als auch der hydraulischen Entkopplung zwischen Erzeuger- und Verbraucherseite.

Blick in den neuen Heizungsraum des Tierheims Nürnberg Bild: Hoval

Trinkwasserversorgung mit Frischwasserstation

Für die hygienische und effiziente Trinkwarmwasserversorgung wurde eine Frischwasserstation installiert. Aufgrund der beengten Platzverhältnisse im Heizraum war ein kompakter Aufbau entscheidend. Zum Einsatz kam die TransTherm aqua F (6-30) von Hoval mit einer Durchflussmenge von ca. 50 l/min in Kombination mit einem Pufferspeicher EnerVal (800), der die erforderliche Wärmemenge bereitstellt. Um die Warmwasserversorgung während der Umbauphase sicherzustellen, wurde zunächst der Speicher mit Frischwasserstation installiert und temporär über ein mobiles Heizgerät betrieben.

Wärmeverteilung über vorgefertigten Verteiler

Auch die Integration des neuen Energieverteilers stellte aufgrund der schmalen Durchgänge eine Herausforderung dar, da er deutlich kompakter als das Bestandsmodell ausgeführt werden musste. Eine Montage vor Ort war aus Platz- und Zeitgründen kaum möglich.

Abhilfe schuf der vorgefertigte Energieverteiler TransShare, der in zwei Teilen mit allen erforderlichen Komponenten angeliefert wurde und so problemlos eingebracht werden konnte. Dadurch verkürzten sich Einbau- und Anschlusszeiten erheblich. Die Energieverteiler sind wahlweise mit integrierter Regelung oder wie in diesem Fall steckerfertig für den Anschluss an eine zentrale Control Box erhältlich.

Eine Regelung für das Gesamtsystem

Die Regelung bildet den zentralen Baustein für das Zusammenspiel aller Komponenten im Hybridsystem. Mit der Systemregelung TopTronic^® E bietet Hoval eine steckerfertige Lösung, bei der alle Regelungskomponenten zentral in einer projektspezifischen „Control Box“ zusammengeführt sind.

Steckfertiger Anschluss der Energieverteiler an eine zentrale Control Box Bild: Hoval

Die Bedienung erfolgt über ein Touchdisplay oder die HovalConnect-App. Für den Installationsbetrieb entfällt der Aufwand der Abstimmung unterschiedlicher Regelungen, während steckerfertige Verbindungen Installationsfehler durch fehlerhafte Verdrahtung vermeiden.

Optional ermöglicht die Regelung einen Fernzugriff. Über die browserbasierte HovalSupervisor cloud können Betriebsdaten visualisiert, Parameter angepasst sowie Störungen frühzeitig erkannt und behoben werden.

Eine Information der Hoval GmbH, Aschheim