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Planung eines regenerativen Heiz- und Kühlsystems

Klima-Campus Lichtenau will CO2-Ausstoß um rund 250 Tonnen reduzieren

Die Stadt Lichtenau bei Paderborn hat sich große Ziele in Bezug auf den Klimaschutz gesetzt. Den Kern bildet der Klima-Campus an der Realschule in Lichtenau mit einer umfassenden energetischen Sanierung. Durch den Umstieg auf eine Versorgung aus erneuerbaren Energien und die Sanierung der Außenhülle soll der jährliche CO2-Ausstoß um rund 250 Tonnen reduziert werden.

Mit Einbau des Groß-Eisspeichers im Oktober 2021 ist die Stadt diesem Ziel einen großen Schritt nähergekommen. Den Einbau übernahm die Firma caldoa GmbH. Unterstützt wurde sie von der Paderborner H. Beckmann GmbH, einem regionalen Spezialisten für regenerative Heizungs- und Energietechnik. Beckmann wiederum hatte goodmen energy GmbH mit der Planung der Heiz- und Kühlanlage einschließlich deren Regelung beauftragt.

Der Latent-Wärmespeicher nutzt die thermische Energie beim Phasenübergang von flüssig zu fest, also wenn das Wasser zu Eis gefriert. Bei diesem Vorgang wird die sogenannte Kristallisationswärme abgegeben – und diese ist bei Wasser beachtlich: Sie ist etwa gleich hoch, als würde man Wasser von 80 Grad auf 0 Grad abkühlen und sorgt für vergleichsweise kleinere Speichervolumen. Eine Wärmepumpe macht diese Energie für Heizung und Warmwasserbereitung nutzbar.

Somit kann der Eisspeicher als (kalter) Energiequellenspeicher betrachtet werden, der überschüssige Wärmeenergie aus dem Gebäude oder der Umwelt aufnimmt und bei Bedarf wieder an das Gebäude zurückgibt – entweder für die Heizung oder die Kühlung.

 

Unsere Leistungen

Komplette Planung der Versorgung des Klima-Campus aus regenerativen Energiequellen

von der Grundlagenermittlung bis zur Ausführungsplanung

Details

Das System besteht aus einer Kombination von aktiven und passiven Komponenten. So wird sichergestellt, dass jederzeit ausreichend Wärmeerzeuger- bzw. Regenerationsleistung zur Verfügung steht.

 

Die System-Komponenten im Einzelnen:

  • Eisspeicher: 531 m³ Luftvol./451 m³ Nutzvol.
  • Rückkühler für freie Regeneration, 300 kW
  • Luft/Wasser Wärmepumpe(n),                                 116 kW Gesamtleistung
  • Sole/Wasser Wärmepumpe, WQ: Eisspeicher,            188 kW
  • Systempufferspeicher 3.000 Liter (Temperaturniveau 45/35°C)
  • Systempufferspeicher 3.000 Liter (Temperaturniveau 35/28°C)
  • Systemregelung inkl. Wärmequellen, Regenerations- und Verbrauchermanagement

Das Anlagenkonzept ermöglicht verschiedene Betriebszustände wie Heizen, Kühlen und den Betrieb zur Regeneration der Anlage. Diese unterschiedlichen hydraulischen Verschaltungen haben den Sinn, die Anlage effizient zu betreiben und den Anlagenbetrieb auch zu Spitzenzeiten oder bei extremen Kälteperioden problemlos aufrecht zu erhalten.

 

Die Betriebszustände im Einzelnen:

  • Heizbetrieb
  • Regenerationsbetrieb
  • Kühlbetrieb
  • Naturalkühlung
  • Freikühlung
  • Aktive Kühlung inkl. Nachtkühlung