Hohe CO2-Einsparung

In den seit 1988 bestehenden Werkshallen werden Schienenfahrzeuge mit einer Länge von bis zu 90 m instandgehalten und repariert. Eine Halle dieser Größenordnung zu beheizen, erfordert eine besondere Lösung für die Gebäudetechnik. Mit dem Ziel, das Unternehmen für die Zukunft energieeffizient aufzustellen und den CO2-Ausstoß deutlich zu reduzieren, begann die technologieoffene Konzeptfindung für die energetische Sanierung. Schließlich hat die OWS eine Heizungsanlage auf der Basis einer Großwärmepumpen-Anlage realisiertl

Intensive Planungsphase

Mit der Thematik, die 27 000 m2 große Betriebsfläche klimafreundlich zu beheizen, hatte man sich bereits vor der Energiekrise auseinandergesetzt. Neben den bereits getätigten Maßnahmen, die zur energetischen Sanierung des Unternehmens beitragen (wie Thermowände, Thermodach, neue Fenster und Tore, PV-Anlage, Beleuchtung mit LEDs, frequenzgeregelte Heizungspumpen) spielte die Beheizung des Objektes eine zentrale Rolle.

Bis dato wurde das Objekt mit dem fossilen Brennstoff Gas geheizt. Sich von einem solchen Bestandssystem loszulösen und einen neuen Weg zu beschreiten ist keinesfalls einfach und muss gut geplant sein. Einen entscheidenden Vorteil gab es allerdings bereits: Der Großteil der OWS-Hallen war bereits mit einer Fußbodenheizung ausgestattet.

Im letzten Winter vor der Installation der Großwärmepumpen-Anlage wurde die Vorlauftemperatur der Heizanlage von mehr als 75 °C auf 55 °C gesenkt und die Leistung der Wärmepumpen simuliert. Lediglich an 13 Kältetagen war das Temperaturniveau nicht ausreichend, um die gewünschten Temperaturen zu erreichen. Auf diese Weise konnte OWS sicher sein, in der nächsten Heizperiode sein Werk fast ausschließlich über die Wärmepumpen beheizen zu können.

Gleichmäßige Auslastung der vier Wärmepumpen per Kaskadenbetrieb.

Wärmepumpen mit Redundanz

Aufgrund der Heizlastberechnung kamen OWS, seine Muttergesellschaft Knape Gruppe Holding GmbH gemeinsam mit dem Institut für Energietechnik (ifE) und dem Planungsbüro Projekt HLS GmbH & Co. KG nach der Konzeptionierungsphase zu dem Ergebnis, dass die Heizungsanforderungen durch Wärmepumpen mit natürlichen Kältemitteln abzudecken sind. Dies wird ca. 672 t CO2 pro Jahr einsparen, was einem Rückgang um etwa 90 Prozent entspricht.

Natürlich benötigt ein Unternehmen wie OWS, das von der Beheizung der Produktionsflächen abhängig ist, Sicherheiten und Redundanzen. So hat man sich für einen 100 000 l großen Pufferspeicher entschieden. Dieser soll primär von der Großwärmepumpen-Anlage gespeist werden, die bei Nennbedingungen rund 900 kW Heizleistung liefert und mit dem hauseigenen PV-Strom betrieben werden kann.

Ein wichtiger Punkt war zudem die Möglichkeit einer flexiblen Erweiterung der Großwärmepumpenanlage. Da bei OWS Produktions- und Ausfallsicherheit von entscheidender Bedeutung ist, wurde ein zusätzlicher Gasspitzenkessel installiert, den man bei Bedarf zuschalten und auf den Betrieb mit Wasserstoff umrüsten kann.

Vier Wärmepumpen in Kaskade

Bei der Großwärmepumpen-Anlage handelt es sich um eine Kombination von vier Wärmepumpen von Enerblue, die im Sinne der Langlebigkeit in Kaskade betrieben werden. Alle Maschinen des Herstellers werden in einer eigenen Klimakammer getestet, bevor sie vor Ort installiert werden. Insbesondere beim Einsatz von natürlichen Kältemitteln wie Propan wird zudem wegen der Brennbarkeit großer Wert auf die Betriebssicherheit der Wärmepumpen gelegt.

Für das Projekt kamen vier der größten Luft-/Wasser-Wärmepumpen Purplei HP 50.2 von Enerblue zum Einsatz. Die Nennleistung einer jeden Wärmepumpe beträgt 220 kW. Die besondere Herausforderung bestand einerseits darin, das Puffervolumen von 100 000 l selbst bei hohen Außentemperaturen im Sommer zu erwärmen. Andererseits sollte auch die Möglichkeit gegeben sein, die Wärmepumpen bei einer Normaußentemperatur von – 12,8 °C auf eine Vorlauftemperatur von bis zu + 55 °C zu bringen.

Die Wärmepumpen arbeiten mit dem Kältemittel R 290. Für die Sicherstellung der Effizienz wurden sie mit drehzahlgeregelten Verdichtern und EC-Ventilatoren ausgestattet. Zudem wurden Messstellen für Wärmemengen und die Stromaufnahme werkseitig konfiguriert.

Pufferspeicher sichert den Heizbetrieb an den wenigen sehr kalten Tagen.

Pünktliche Ablieferung

Im Rahmen der Zusammenarbeit mit der ausführenden AGO GmbH Energie + Anlagen aus Kulmbach konnte durch Vorplanung und Durchführung aller Arbeitsschritte im permanenten Dialog der Realisierungs-Zeitplan eingehalten werden. Das Projekt wurde durch das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) gefördert und im Sommer 2025 in Betrieb genommen. In den nächsten Jahren sollen mithilfe der neu installierten Gebäudeleittechnik weitere Daten gesammelt und die Technik optimiert werden. ■

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Bild: Kaut

Christian Schendera,

Niederlassungsleiter Nürnberg bei der Alfred Kaut GmbH & Co., Wuppertal.

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