Optimiertes Wärmemanagement

Durch die grundlegende Modernisierung einer Nahwärmezentrale mit Einbindung Erneuerbarer Energien, der Nutzung eines vorhandenen Verteilernetzes und dem Wärmeschutz aller Gebäude wird auf einem ehemaligen Militärstützpunkt in Bad Aibling in Bayern die Nullenergiestadt zur Wirklichkeit. Bei der Minimierung der benötigten Energie und der Optimierung der Effektivität und Wirtschaftlichkeit des Nahwärmesystems kommt der Steuerung eine entscheidende Rolle zu.

Die bundesweit mit einem Jahresumsatz von zuletzt rund 218 Mio. € tätige B&O Wohnungswirtschaft errichtet auf dem aufgelassenen ehemaligen amerikanischen Militärstützpunkt in Bad Aibling eine Nullenergiestadt (weitere Informationen unter www.EnEV-Stadt.info). Die meisten Wohngebäude stammen aus den 30er Jahren, da der Stützpunkt 1936 ursprünglich als deutscher Fliegerhorst errichtet worden war. Als Mischgebiet soll im künftigen Quartier die bestehende Wohnbebauung modernisiert, energetisch optimiert sowie durch zusätzliche Wohn- und Ferienhäuser in Passivbauweise und ein Wellness-Zentrum ergänzt werden. Ein bereits bestehendes Hotel soll zu einem Tagungshotel umgebaut werden. B&O möchte mit diesem Musterprojekt zeigen, dass sich der Einsatz innovativer Technologien und Energieeffizienz für Mieter wie Vermieter in wenigen Jahren amortisiert. Zentraler Bestandteil dieses Konzepts auf dem B&O-Parkgelände in Bad Aibling ist die Nutzung von Erneuerbaren Energien. So wird Solarwärme zur Wärmeversorgung der Gebäude verwendet und die Überschusswärme durch Einbindung in das bestehende Nahwärmenetz eingespeist. Für die Regelung und Hydraulik der thermischen Solaranlagen hat SolarNext ihren Systemregler eingesetzt. Mit dem eigenentwickelten System-Controller konnte das Unternehmen zur Umsetzung der Nullenergiestadt-Strategie im ehemaligen Militärstützpunkt Bad Aibling beitragen. Dabei gilt das Projekt als Vorbild für weitere Projekte zum optimierten Wärmemanagement unter Einbeziehung Erneuerbarer Energien.

 
Ein Systemregler –

viele Einsatzmöglichkeiten

Um für immer modernere, komplexere Heizsysteme in Ein- und Mehrfamilienhäusern, gewerblichen Gebäuden, Nahwärmenetze und in Energiezentralen eine auf Energieeffizienz bedachte Systemregelung anbieten zu können, hat die SolarNext AG (www.solarnext.eu) den „chillii System Controller H“ (Heizungs-Version) entwickelt, der nach der Testphase zur Intersolar 2010 auf dem Markt eingeführt wurde. Ergänzt wird dieser Controller um System-Varianten speziell für thermische Kühl- und Heizsysteme, die dieselben Vorteile bei der Bedienung und der technischen Steuerung aufweisen.
Diese zentrale Steuerung gehört zu den ersten Systemreglern für komplexe thermische Heizsysteme mit unterschiedlichsten Wärmequellen, mit dem umfangreiche Hydraulikvarianten (mehr als 46 000 Varianten) durch ein einziges Gerät regelbar sind. Über den Touchscreen und den integrierten Einrichtungsassistenten können selbst umfangreiche Hydrauliken schnell und einfach abgebildet werden. Komfort- und Ecofunktionen ermöglichen dem Anlagenbetreiber Anteile und Grenzwerte bevorzugter Energiequellen zu definieren, ohne auf Komfort bei der Heizung zu verzichten. Der Controller verbindet Systemeffizienz durch bedarfsgerechte Energieerzeugung mit der optimalen Nutzung regenerativer Energiequellen. Dabei verfügt der Systemregler als mikroprozessorgesteuerter Hocheffizienzregler für solare bzw. thermische Heizsysteme mit einer Leistungsaufnahme von maximal 14 W über zahlreiche Ein- und Ausgänge für Sensoren und Aktoren, Standard-Schnittstellen (Ethernet, CAN-Bus, SD-Karte) zur Wartung, Datenaufzeichnung und -übertragung sowie einen beleuchteten Touchscreen, der eine einfache Bedienung in jeder Umgebung ermöglicht. Bei der Entwicklung wurden auch Erfahrungen aus dem Automobilbereich genutzt und dadurch eine kostengünstige und systemorientierte Regelung geschaffen.

 
Optimiertes Energiekonzept im Projekt Bad Aibling

Bisher wurde die ehemalige Militärbrache mit Wärme durch eine gas- bzw. ölbefeuerte Nahwärmestation mit drei Kesseln von je 6,5 MW Leistung, also insgesamt 19,5 MW, versorgt. Dieses Nahwärmesys­tem wurde Mitte der 90er Jahre grundlegend saniert und befindet sich in gutem Zustand. Genauso wie die Wärmeerzeugung insgesamt jedoch deutlich überdimensioniert ist, sind die Haus- oder Blockübergabestationen mit überreichlich Technik in viel zu großen Leistungsklassen ausgestattet. Ein 6,5 MW-Kessel wurde zwischenzeitlich stillgelegt und ein zweiter von 6,5 auf 3 MW umgebaut.
Für die Optimierung der Energieerzeugung wurden außer der Kesselmodernisierung und Weiternutzung bestehender Anlagen auch thermische Solaranlagen zur Nutzung von Erneuerbarer Energie auf Gebäudeebene und zur solaren Einspeisung ins Netz installiert. So wurden auf zwei Gebäuden drei Kollektorfelder aufgebaut und in das Nahwärmenetz eingebunden. Das Solarsystem besteht aus folgenden Flächen:

• Kollektorfläche Süd mit 163 m² (Gebäude 1)

• Kollektorfläche Ost mit 90 m² (Gebäude 2)

• Kollektorfläche West mit 90 m² (Gebäude 2)

Die maximal gleichzeitige Leistung der drei installierten Kollektorfelder beträgt laut Planer rund 170 kW. Im System befinden sich noch zwei 1000 l Wärmespeicher für das Wärmemanagement. Deren maximale Puffertemperatur ist im Sommer auf 70 °C und im Winter auf 55 °C ausgelegt. Das Solarsystem wird seit Ende 2009 durch zwei SolarNext-Systemcontroller geregelt. Die Pumpen des Solarsystems sind drehzahlgeregelt, so dass eine maximale Energieeffizienz erzielt werden kann. Das Nahwärmenetz hat im Auslegungsfall Vorlauf-/Rücklauftemperaturen primär von 60/50 °C. In den Sekundärkreisläufen ist die Vorlauf-/Rücklauftemperatur hingegen 55/45 °C und die Vorlauf-/Rücklauf-Heizkreistemperatur beträgt 35/28 °C.

Fazit

Die Modernisierung des Nahwärmenetzes auf dem B&O-Parkgelände in Bad Aibling unter Einbindung von Solarwärme ist ein gutes Beispiel dafür, wie zukunftsweisende Innovationen erfolgreich im Bereich Nahwärme & Wohnungsbau realisiert werden können. Eine wichtige Funktion kommt hier der Systemregelung zu, die aus zwei SolarNext-System-Controllern besteht und seit April 2010 das Wärmemanagement der Solaranlagen auf den Gebäudedächern und die Einspeisung in das Nahwärmenetz verlässlich und effizient steuert.