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Wärmepumpenanlagen - Fachtagung stellt Betriebsergebnisse aus der Praxis vor

17.12.2008 - (idw) Hochschule Biberach

Heizen und Kühlen von Gebäuden mit oberflächennahen geothermischen Energiequellen ist das traditionelle Kernthema des Geothermietages, der Ende November zum 5. Mal an der Hochschule Biberach stattfand. Neue gesetzliche Anforderungen an den Einsatz regenerativer Energien bei der Gebäudebeheizung haben die tatsächliche Effizienz und Energieeinsparung erdgekoppelter Wärmepumpenanlagen in den Fokus gerückt. Ein Schwerpunkt der Veranstaltung lag deshalb auf praktischen Betriebsergebnissen von ausgeführten Wärmepumpenanlagen, ergänzt um die Darstellung innovativer Gebäude- und Technologiekonzepte mit oberflächennaher Geothermie im In- und Ausland. Die Hochschule Biberach bietet die Fachtagung in Kooperation mit der Bauakademie Biberach, der Energieagentur Biberach sowie der EnBW Regional AG in Biberach an, unterstützt wird sie vom Wirtschaftsministerium sowie der Klimaschutz- und Energieagentur Baden-Württemberg und der Geothermischen Vereinigung.
Der Eröffnungsvortrag von Alexander Knirsch (Transsolar, Stuttgart) entführte die Zuhörer nach Winnipeg, Kanada, wo der Verwaltungsneubau des Energieversorgers Manitoba Hydro derzeit in Betrieb geht. Eine besondere Herausforderung bei der Entwicklung des gebäudeklimatischen und energetischen Konzeptes dieses Hochhauses bestand in der Reaktion auf das extreme Außenklima, welches von kalten Wintern und heißen Sommern mit Temperaturen zwischen minus und plus 35 °C geprägt ist. Neben einer doppelschaligen Fassade, einer hybriden Lüftung sowie thermisch aktivierten Betondecken kommt bei dem Gebäude eine durch Gaskessel unterstützte Wärmepumpenanlage zum Einsatz, die im Sommer als Kältemaschine fungiert. Die zugehörige geothermische Quellenanlage umfasst 288 Erdwärmesonden mit einer Bohrtiefe von je 122 m, die auf 8000 m² Grundfläche größtenteils unter dem Gebäude angeordnet und auf eine geothermische Gesamtleistung von knapp 2 MW ausgelegt sind.

"Geothermie in Wasserschutzgebieten: Wasserrecht versus Klimaschutz" lautete der Titel des Vortrages von Dr. Erich Mands (UBeG, Wetzlar), in welchem er auf das Konfliktpotenzial zwischen Grundwasserschutz und Klimaschutz durch die derzeit heterogene Genehmigungspraxis für erdgekoppelte Wärmepumpenanlagen in der Bundesrepublik einging. Als großes Ziel nannte er die Vereinheitlichung der einschlägigen Landes- Leitfäden zu einem bundesweit geltenden Werk. Dieser Vortrag wurde intensiv und z. T. kontrovers diskutiert, da in einigen Punkten, z. B. hinsichtlich des optimalen Bohrlochdurchmessers, noch kein Konsens in der Fachwelt besteht.
Ergebnisse von Feldtests zur tatsächlich erreichten Energieeffizienz von Heizungswärmepumpen wurden in zwei Vorträgen vorgestellt. Peter Hubacher aus Engelburg (CH) berichtete, dass in der Schweiz inzwischen über 75 % aller neu gebauten Einfamilienhäuser mit einer Wärmepumpe ausgestattet werden. Die in der Schweizer FAWA-Studie gemessenen Jahresarbeitszahlen (Verhältnis von gelieferter Wärme zu Stromaufwand inkl. Pumpenstrom) betrugen für Luft-Wasser-Wärmepumpen im Durchschnitt 2,6, bei erdgekoppelten Wärmepumpenanlagen dagegen 3,4. Ähnliche, wenngleich etwas niedrigere Werte lieferte der wesentlich kleinere Feldtest am Oberrhein der Lokalen Agenda 21 in Lahr mit einer durchschnittlichen Jahresarbeitszahl von 3,1 für erdgekoppelte Wärmepumpenanlagen. Ebenso
wie sein Vorredner, verwies Rigobert Zimpfer (Ortenauer Energieagentur, Offenburg) auf die große Bedeutung der Qualitätssicherung derartiger Anlagen.

Über den Stand der Technik und aktuelle Projekte der direkten Nutzung oberflächennaher Geothermie mit Luft-Erdreichwärmeübertragern berichtete Volker Liebel (Rehau, Erlangen). Im Gegensatz zu Sole-Erdreichkollektoren dürfen Luft-Erdreichwärmeübertrager überbaut werden und sparen so Platz.
Dass bei dieser Anordnung auch bei Großanlagen ca. 50 % Heizenergie zur Lufterwärmung eingespart werden können, zeigen Betriebsergebnisse an einem Supermarkt in Polen.

Die Ergebnisse des Monitorings und der Betriebsoptimierung des Neubaus der Gebhard-Müller-Schule durch die Hochschule Biberach stellte Prof. Dr.-Ing. Roland Koenigsdorff vor. Die wissenschaftliche Begleitung des Gebäudes initiierte Verbesserungen im Anlagenbetrieb, durch die im dritten Betriebsjahr
30 % Primärenergie für die Raumkonditionierung gegenüber dem ersten Betriebsjahr eingespart werden konnten. Dies ist zum großen Teil auf die Optimierung des Betriebs der Wärmepumpe und des daran angeschlossenen Grundwasserbrunnens zurückzuführen. Dieses Projekt zeigt, dass neben einer entsprechenden Qualität von Planung und Ausführung auch die kontinuierliche Überwachung der Energieeffizienz von Geothermie- und Wärmepumpenanlagen wichtig ist.

Anlässlich der Fertigstellung des neuen Verwaltungsgebäudes des Regionalzentrums Oberschwaben der EnBW Regional AG in Biberach endete die Tagung mit einer Führung durch diesen Neubau. Das Gebäude wird bivalent mit einer Wärmepumpe und Gaskesseln beheizt. Die Wärmepumpe wird von einem aus 36 Erdwärmesonden bestehenden Sondenfeld geothermisch versorgt, welches im Sommer zur direkten Kühlung der Bürobereiche über thermoaktive Decken dient. In der begleitenden Fachausstellung präsentierten sich Unternehmen und Institutionen mit zusätzlichen Informationen und Angeboten zur oberflächennahen Geothermie. Eine CD mit den Vortragspräsentationen sowie dem Abschlussbericht des Monitoring-Projektes der Gebhard-Müller-Schule Biberach ist bei der Bauakademie Biberach erhältlich.

Mit rund 170 Teilnehmern erfreue sich der Biberacher Geothermietag weiterhin großem Zulauf, das Thema treffe die aktuellen Anforderungen in der Praxis, so Seminarleiter Prof. Koenigsdorff. Der 6. Biberacher Geothermietag ist für Ende 2009 geplant. Bereits im März (11. und 12. 3. 09) findet das 10.

Biberacher Forum Gebäudetechnik an der Hochschule Biberach statt, das u.a. das Thema Wärmepumpen aus gebäudetechnischer Sicht weiter vertiefen wird.

Text: Prof. Dr.-Ing. Roland Koenigsdorff
Weitere Informationen: http://www.bauakademie-biberach.de http://www.hochschule-biberach.de
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