Grosswärmepumpen: Nachhaltigkeit im Verbund

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Teaserbild-Quelle: Marcel Müller

Während Wärmepumpen fürs Einfamilienhaus Standard sind, kommt die Technologie immer mehr auch bei grossen Gebäuden oder Wärmeverbünden zum Einsatz. Tatsächlich sind zahlreiche Modelle für Leistungen von 500 Kilowatt und hohe Vorlauftemperaturen auf dem Markt.

Die Schweiz, Deutschland und Österreich nehmen in der europäischen Wärmepumpenvereinigung eine zentrale Rolle ein. Alle haben mit einem ähnlichen Klima und denselben Umweltproblemen zu tun, und auch die Ansprüche an den Komfort in Wohn- und Arbeitsräumen sind vergleichbar. «Landesübergreifende Lösungen bezüglich Technik sind sinnvoll», sagt Beat Vonlanthen, Präsident Fachvereinigung Wärmepumpen Schweiz (FWS). Die FWS blickt deshalb bei ihrem Fachkongress über Grosswärmepumpen über die Landesgrenzen hinaus. «Wir wollen eine Plattform bieten für den regelmässigen Austausch beim Know-how und den Erfahrungen mit der nachhaltigen Wärmepumpentechnik.»

Bei Wärmepumpen denken viele noch an Anlagen im Keller von Einfamilienhäusern, mit einer fossilfreien Wärmeerzeugung für Wohnen und Warmwasser. Doch inzwischen gibt es auch bei grossen Wärmepumpen zahlreiche Geräte auf dem Markt. «Gross-Wärmepumpen sind bereits Stand der Technik», wie Claudio Müller, der Leiter Technik Klima /Kälte bei der CTA AG, ausführt. Sein Referat widmet sich der Frage: «Sind Luft-Wasser-Wärmepumpen mit einer Leistung von 500 Kilowatt (kW) in Städten möglich?»

Lösungen mit Pumpen «ab Stange» Der Ingenieur stellt als Antwort mehrere Projekte aus dem Portfolio des Unternehmens vor. Bei zwei Anlagen in Slowenien wurden Wärmepumpen-Konzepte umgesetzt, bei denen die Verdichter um die 400 kW Leistung liefern. «Gerade bei Vorlauftemperaturen von 35 bis 50 Grad Celsius sind diese standardisierten Maschinen äusserst effizient.»

Ein weiteres Projekt ist ein Schulareal, in dem für Heizung und Brauchwarmwasser gut 500kW Heizleistung erzeugt werden müssen, «wobei wir dies in erster Linie mit Standard-Wärmepumpen erreichen». Sinnvoll sei zur Erhöhung der Effizienz die Kombination von standardisierten und massgefertigten Wärmepumpen. Konkret setzt man zwei Wärmepumpen «ab Stange» ein, die zusammen die 500 kW Heizleistung erbringen und die Vorlauftemperatur für die Heizung herstellen. «Fürs Brauchwasser benötigen wir rund 70 Grad Celsius Wassertemperatur und knapp 150 kW Leistung.» Hierfür wurde eine Wärmepumpe mit Kolbenverdichter mit Drehzahlregulierung massgefertigt, die das heisse Wasser erzeugt. Ein Unterkühlerkreislauf erhöht die Effizienz der Anlage.

Generell hält Müller die Kombination der Geräte für sinnvoll, da Standard-Wärmepumpen in einem gewissen Temperaturbereich effizient arbeiten, aber nach oben hin eingeschränkte Einsatzgrenzen haben. «Für Warmwasser von 60 bis 90 Grad ist oft ein Kolbenverdichter mit Flüssigkeitsunterkühlung besser geeignet. Wobei gilt: Je höher die Nutztemperatur, desto grösser ist die Unterkühlung, die erreicht werden kann.»

Mit Luft als Wärmequelle ist im städtischen Umfeld auch einiges möglich, erfolgreiche Projekte belegen dies: «Das Augenmerk liegt dabei bei der Grösse der Luftkühler für die Wärmegewinnung und bei der Schallemission durch die Luftumwälzung.»

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