Kaskadierte Luft-Wärmepumpen für Wohnanlage

Bild 1: Die ehemalige Kröllwitzer Papierfabrik steht am Saaleufer in Halle. Aktuell befinden sich 35 Wohneinheiten auf dem Areal

Auf dem Gelände einer alten Papierfabrik wurde ein Wohnensemble entwickelt, das sich in ein ökologisch orientiertes Gesamtkonzept einfügt. Für die Wärmeversorgung des Objektes wurden Luft-Wasser-Wärmepumpen in Kaskade installiert.

Die Kröllwitzer Papiermühle wurde bereits 1714 in Halle an der Saale erbaut und konnte nach der Erteilung der Konzession bereits zwei Jahre später das erste Papier schöpfen. Zahlreiche Generationen später wandelte man das Unternehmen 1871 aufgrund wirtschaftlicher Umstände in die »Cröllwitzer Actien-Papier-Fabrik« um. 1940 musste die Produktion von Papier dann eingestellt werden. Die Gebäude wurden anschließend nur noch zu Lagerzwecken genutzt.

In den Folgejahren ruhte das Areal und man suchte vergebens einen Investor, um die historische Gebäudesubstanz zu erhalten bzw. das herrliche Gelände an der Saale neu zu beleben. Im Jahr 2008 kaufte die Prof. Schuh Securities GmbH das Gelände und sanierte erste Gebäude bis zum Jahr 2010; Ende 2016 begannen nach den Rodungsarbeiten weitere Baumaßnahmen. Heute befinden sich auf dem zwei Hektar umfassenden Gelände der einstigen Papierfabrik sieben Gebäude mit insgesamt 35 Wohneinheiten (Bild 1). Die Gesellschaft mit dem geschäftsführenden Inhaber Temba Schuh investierte 17 Mio. € in die Sanierungs- und Neubaumaßnahmen am Saaleufer. Dabei ist Schuh auch der ökologische Ansatz wichtig, den er mit den Planungen zu diesem Projekt verbindet. Zwei Biokläranlagen, extensive Dachbegrünung und der Einsatz von Holzpellets-Heizungen senken den CO2-Ausstoß der Wohngebäude nachhaltig. Darüber hinaus plant er die Wiedernutzung der Wasserkraft zur Stromerzeugung mithilfe moderner VLH-Turbinen zur Erzeugung von 670 kW Ökostrom. Diese Anlage gilt als besonders fischfreundlich – sie soll in Kooperation mit der Energieversorgung Halle EVH GmbH im ehemaligen Maschinenhaus entstehen.

Der im Folgenden beschriebene Neubau eines Mehrfamilienhauses bildet den Lückenschluss zwischen der oberen und unteren ehemaligen Papiermühle. Er wurde mit einer Brutto-Grundfläche von etwa 2 188 m² (BGF gem. DIN 277) in zweischaliger Massivbauweise errichtet und bietet Raum für sieben Wohneinheiten. Die Wohnungen mit einer Fläche von jeweils ca. 150 m² – 200 m² sind großzügig dimensioniert und mit Dachterrassen oder Balkonen hochwertig ausgestattet. Je zwei – mit 10 kW Stromlademöglichkeit versehene – Tiefgaragenstellplätze pro Einheit zählen ebenso zum Komfortumfang wie ein Fahrstuhl und die Nutzung der Smart-Home-Technologie inkl. Glasfaseranschluss.

Der energetische Anspruch des Investors wurde mit einem Wärmepumpen-Effizienz-System befriedigt, das aus dem Hause Brötje zum Einsatz kommt. Die Beheizung der 1160 m² umfassenden Wohnfläche erfolgt mit einer zukunftsträchtigen Lösung: Die TGA-Fachplaner aus der Prof. Schuh Securities GmbH sowie Enrico Neumann von Brötje projektierten ein Heizsystem, das neben zwei kaskadierten Wärmeerzeugern auf einen Pufferspeicher sowie dezentrale Wohnungs-Kombi-Stationen setzt. Die zwei Monoblock-Geräte vom Typ BLW Neo 18 arbeiten in diesem Konzept nicht nur besonders leise, sondern auch energieeffizient.

Luft-Wasser-Wärmepumpe als Kaskade

Bild 2: Die schalloptimierte Gehäusekonstruktion der BLW Neo 18 sorgt für kaum wahrnehmbare Betriebsgeräusche

Installiert wurden die Boden-Luft-Wärmepumpen vom SHK-Fachbetrieb Ritze und Partner GmbH aus Sangershausen. Die Monoblock-Geräte arbeiten modulierend, Kompressor und Ventilator passen ihre Leistung stufenlos an (Bild 2). Spezielle Ventilatorblätter im Eulenflügel-Design erzeugen einen niedrigen Schallleistungspegel von nur 58 dB (A). Ein Aspekt, der in diesem Fall besondere Berücksichtigung fand, da man bereits im Vorfeld ein Schallschutzgutachten in Auftrag gegeben hatte. Die Verantwortlichen wussten um die sensible Situation, die zu viel Lärm im Umfeld einer dichten Wohnbebauung verursachen kann.

Die BLW Neo 18 deckt das Leistungsspektrum bis 18 kW ab. Das System mit zwei im Verbund arbeitenden Wärmetauschern gewinnt aus dem Kältekreislauf je nach Modulation 3 % – 5 % zusätzliche Energie und sorgt damit für bessere Leistungszahlen. Dadurch erreicht das Gerät einen COP über 4,25 bei A2/W35 gemäß EN 14511.

Angeboten wird die Luft-Wasser-Wärmepumpe in drei Heizleistungsgrößen: 8 kW, 12 kW und 18 kW. Ein großzügig dimensionierter Verdampfer mit intelligenten Abtaufunktionen sorgt für einen einfriersicheren Betrieb im Winter. Das Expansionsventil wird mithilfe der innovativen DSI-Technologie immer dem Optimum angepasst. Die Einsatzgrenzen liegen zwischen – 25 °C und + 45 °C. Zur Raumheizung beladen die Wärmepumpen einen Pufferspeicher mit 1000 l Nutzvolumen.

Wärme- und Warmwasserbereitstellung

Die Wärmeabgabe aus dem Pufferspeicher erfolgt mit einer Vorlauftemperatur von max. 38° C über einen Heizkreis, der die sieben Wohnungs-Kombi-Stationen im Zwei-Leitersystem versorgt. Alle Räumlichkeiten sind mit Flächenheizungen über die fliesen- oder parkettbelegten Fußböden ausgestattet. Das Trinkwasser wird in den Wohnungs-Kombi-Stationen vom Typ KaMo WK-Hybrid über einen elektrischen Durchlauferhitzer auf die Wunschtemperatur gebracht. Der Zusatzenergiebedarf zur Trinkwasser-Bereitung beträgt nach Herstellerangaben (bei 40 °C Heizungs-Vorlauftemperatur) lediglich 3…5 kW und wird ausschließlich bei Spitzenlast benötigt. Die dezentrale Frischwarmwasserbereitung vereint mehrere Vorteile:

  • sie lässt die Wärmepumpen stets im optimalen Leistungsbereich agieren
  • Einhaltung der DVGW AB W 551
  • problemlose Energieverbrauchsmessung pro Wohneinheit
  • Leitungen für Warmwasser und ggf. die Zirkulation (inkl. Pumpe) entfallen.

Die Wärmepumpen der Serie BLW Neo 18 sind über je eine Hydro- und einer Powerbox angeschlossen. In der Hydrobox laufen alle hydraulischen Komponenten zusammen. Die Powerbox ist das Pendant dazu und beinhaltet alle steuertechnischen Anschlüsse. Dadurch wird die Einbindung der Geräte in ein System deutlich vereinfacht. Ein Schlammabscheider im System sorgt für eine DIN-gerechte Systemwasseraufbereitung.

Fazit

Mit der kaskadierten Luft-Wasser-Wärmepumpe BLW Neo 18 haben die Betreiber des Wohngebäudes in Halle an der Saale eine Heizungsanlage gefunden, die den Anspruch des Objektes an Qualität, Wirtschaftlichkeit und Zuverlässigkeit umfassend widerspiegelt. Besonders hervorzuheben ist der niedrige Geräuschpegel im Außenbereich der Wohnanlage sowie die Betriebssicherheit der Wärmepumpen-Kaskade in Kombination mit der dezentralen Warmwasser-Versorgung. Das beschriebene Wärmepumpen-Effizienz-System wurde mit Fördermitteln des Marktanreizprogramms für Erneuerbare Energien vom Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkotrolle (www.bafa.de) bezuschusst. Die dazu erforderliche Jahresarbeitszahl von 4,5 (ermittelt nach VDI 4650) wurde erreicht.

Autor

Dieter Last, Last Waldecker PR, Lemförde

 

Quelle und Bildquelle: www.elektro.net