Aus dem Facharchiv: Elektropraxis
Wärmepumpen für alle Fälle
Seit dem 1. Januar 2024 sollte möglichst jede neu eingebaute Heizung zu 65 % mit erneuerbaren Energien betrieben werden. Im Fokus stehen unter anderem auch Wärmepumpen. Sie sind vielseitig, was die Wahl der Wärmequelle angeht. Favoriten sind Wärmeentnahmen aus Grund- und Abwasser, aber auch Entnahmen aus Gruben-, Fluss- und Meerwasser sind anzutreffen. Ein Großteil der bisher installierten Wärmepumpen nutzt Erdreich oder Außenluft. Auf Seiten der Wärmeabgabe können Wärmepumpen all das realisieren, was auch die heute noch im Vordergrund stehenden Gasheizungen leisten.
Zeitgemäße Technik in königlichem Schloss
Vor der Aufgabe stehend, den Wärmebedarf des historischen Neuen Schlosses Herrenchiemsee zu ermitteln, dürften die Planer der zeitgemäßen Heizungsanlage zunächst einmal dicke Mauern, hohe Decken und Denkmalschutzvorschriften vor Augen gehabt haben. Außerdem hatten sie gestalterische Vorgaben im Schlossinneren zu berücksichtigen, nicht zuletzt aufgrund der Prominenz des stattlichen Gebäudes und der besonderen ökologischen Bedingungen infolge der Insellage.
Die Verantwortlichen, das Staatliche Bauamt Rosenheim als Auftraggeber und die Bayerische Schlösserverwaltung als Eigentümer, entschieden sich für eine Kombination aus zwei Sole-Wasser-Wärmepumpen, die eine Heizleistung von 2 x 102 kW und eine Kälteleistung von 2 x 110 kW aufweisen konnten. Die erforderlichen Bohrbrunnen für die insgesamt 18 Erdwärmesonden wurden östlich des Marmorhofs bis auf eine Tiefe von 200 m niedergebracht. Für die Wärmeverteilung setzte man unter anderem auf eine Bauteilaktivierung und eine Vollklimaanlage. Der im jahreszeitlichen Rhythmus intermittierende Betrieb von Heizen und Kühlen ist ökologisch und technisch so gestaltet, dass das Sondenfeld optimal genutzt wird.
Das Schloss Herrenchiemsee wurde unter König Ludwig II. im Jahr 1886 errichtet. Es steht heute unter Denkmalschutz. Die Prunkräume im Südflügel sind seit längerem ausgebaut und für Besucher zugänglich. Der Innenbereich umfasst rund 1 352 m2, im Ausstellungsbereich waren Raumhöhen von 5 bis 12 m zu berücksichtigen. Die Grünflächen im Außenbereich sind als ein schützenswertes Flora-Fauna-Habitat (FFH-Gebiet) ausgewiesen.
Weitere Angaben im Überblick (laut Bundesverband Wärmepumpe (BWP)): Wärmepumpen-Hersteller: Trane; Wärmequelle: Erdwärme; Einbaujahr: 2011; Wärmeverteilung: unter anderem über Bauteilaktivierung und Vollklimaanlage; Planung: Ottitsch GmbH.
Mit Eisspeicher und Energiezaun heizen
Das Rendsburger Kreishaus und der 150 m entfernte Uhrenblock, ein ehemaliges Kasernengebäude, werden seit dem Frühjahr 2019 über zwei Sole-Wasser-Wärmepumpen mit Heizwärme versorgt. Neben dem Kreis Rendsburg-Eckernförde haben sich die Stadt Rendsburg, die Stadtwerke Rendsburg und die Eigentümer des Uhrenblocks für den Bau und die Umsetzung dieses zukunftsweisenden Projekts zusammengeschlossen; dafür wurden sie vom Bund und vom Land Schleswig-Holstein gefördert. Umgesetzt wurde das komplexe Projekt vom Unternehmen Viessmann.
Wechsel des Aggregatzustandes von Wasser nutzen
Das Besondere an dieser Anlage ist ein großer unterirdischer Wasser-/Eisspeicher, dem zwei Wärmepumpen ganzjährig nutzbare Wärme entziehen. Dabei gefriert das Wasser zu einem festen Eisblock, wobei die Temperatur des Wassers trotz der Wärmeentnahme durch die Wärmepumpen bei 0 °C verbleibt. Dieser Wechsel des Aggregatzustandes des Wassers von flüssig zu fest wird als Phasenwechsel bezeichnet, die frei werdende Energie als Kristallationswärme oder Kristallationsenthalpie; bei einer Umkehrung des Prozesses spricht man von Schmelzwärme oder Schmelzenthalpie.
Ein weiterer Phasenwechsel, nämlich der von flüssig zu gasförmig, lässt sich gut im Alltag beobachten: Beim Kochen beginnt Wasser bei einer Temperatur von 100 °C und normalem Luftdruck zu verdampfen. Auch bei diesem Phasenwechsel bleibt die Temperatur konstant (bis das Wasser restlos verdampft ist). Die aufgewendete Energie wird als Verdampfungsenthalpie bezeichnet, beim umgekehrten Prozess der Verflüssigung als Kondensationsenthalpie.
Betonzisterne als Wärmequelle
Zurück zur Wärmepumpenanlage von Rendsburg: Im Eisspeicher sind auf einem runden Ständerwerk Rohre mit einer Gesamtlänge von rund 25 km verlegt (Bild). Dieses Rohrsystem ist mit einem nicht gefrierenden Glykol-Wasser-Gemisch gefüllt, das dem Eisblock Kristallationswärme entnimmt, die dann zu den bereits genannten Sole-Wasser-Wärmepumpen gepumpt wird. Diese wiederum bringen die Temperatur der Sole auf die gewünschte Vorlauftemperatur der Heizungsanlage, die sich größtenteils aus konventionellen Heizkörpern zusammensetzt.
Autor: W. Wilming
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