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50 Jahre Wärmepumpe für den Wohnungsbau

Kostengünstig: "Kalte Nahwärme"

Waterkotte beschäftigt heute rund 90 Mitarbeiter. Die Bandbreite an Aggregaten hat sich erheblich vergrößert: Von der "Ai1" – "All in one" – mit einer Heizleistung ab rund 1 kW bis hinauf zur "Goliath", eine Erdwärme-Maschine für Leistungen, je nach Typ, bis 1.000 kW. Besonders gut kommt, laut Andreas Jung, bei den Architekten und bei den Wohnungsbaugesellschaften das Modell "EcoTouch Ai1 Geo" an. Dabei handelt es sich um eine pro Wohnung aufgestellte Wärmepumpe mit, je nach Wohnfläche, 1 bis 4 kW Heizleistung, Invertersteuerung, Geothermie als Energiequelle, Heiz- und Kühlfunktion sowie Trinkwasserspeicher.

Wärmepumpe
Quelle: Bernd Genath
Der Riese aus dem Hause Waterkotte: Das Wärmepumpensystem "Goliath" mit Leistungen bis 1.000 kW.

Allerdings mit der Besonderheit, dass nicht jedes Gerät an einer eigenen Vertikalsonde hängt, sondern "kalte Nahwärme" aus einer einzigen Bohrung durch das Mehrfamilienhaus zirkuliert. In einem Gebäude mit zehn Wohnungen bedienen sich die Wärmepumpen also aus der Ringleitung. Die Kosten minimieren sich, denn der Aufwand für die Wärmequelle verteilt sich jetzt auf zehn Maschinen. "Die Hygiene ist über eine automatische Legionellen-Schutzschaltung gesichert, die Heizkostenabrechnung entfällt, die Stellfläche von nur noch 0,4 m² fällt nicht ins Gewicht und mit dem COP von 4,70 (B0/W35) bzw. 6,40 (W10/W35) weicht auch die Jahresarbeitszahl (JAZ) nicht weit vom COP ab, weil sich die Transportverluste in Grenzen halten und ein Teil der Geräteverluste der Wohnungsbeheizung zugutekommt", zählt Jung weitere Vorteile auf. Das System sei besonders für die Altbausanierung interessant.

Die Kühlfunktion der "Ai1 Geo" habe außer dem Komfortgewinn für die Bewohner noch einen zweiten Vorteil: "Sie reduziert die Kosten für die Wärmequelle, die darf ein oder zwei Nummern kleiner sein, denn der Boden regeneriert natürlich viel schneller durch den warmen Rücklauf. Deswegen können wir von der investiven Seite her mit der Brennwerttechnik mithalten, wenn wir die KfW-Förderung einrechnen. Darüber hinaus »vertreiben« wir auch noch im Sommer die Hitze aus den Zimmern. Mit den Betriebskosten liegen wir ohnehin unter denen der Wärmeerzeugung mit fossilen Brennstoffen, vom Umweltaspekt gar nicht zu sprechen. Viele Mieter und Eigentümer fragen ja mittlerweile nach den Emissionen der Heizung."

Tarifoptimierter Betrieb

Zu hören war auf der Waterkotte-Jubiläumsfeier in Herne auch, dass aktuell das Gewicht auf der Entwicklung der "Smart Grid"-Fähigkeit (SG) liegt. Bekanntlich sollen Wärmepumpen auch eine Pufferfunktion zur Stabilisierung der Stromnetze übernehmen: Abschalten bei "Dunkelflaute", wenn das dürftige Angebot im Netz den priorisierten Verbrauchern vorbehalten bleiben muss, einschalten und Strom absaugen bei "Hellbrise", gewöhnlich an einem sonnigen, stürmischen Herbsttag gegen Mittag, wenn die Übertragungsnetzbetreiber nicht wissen, wohin mit der Elektrizität. Waterkotte beteiligt sich deshalb an SynErgie OWL, um daraus zu lernen, wie die zukünftige Regelungstechnik auszusehen hat.

SynErgie OWL – ein Forschungsprojekt, in dem Wärmepumpen beheizte Häuser in Kontakt mit der Leipziger Strombörse stehen und von dort per Impuls ein- und ausgeschaltet werden. Die regelungstechnische Basis hat der BWP bereits mit dem SG-Siegel gelegt. Die Kennzeichnung erhalten Produkte, die in der Lage sind, entsprechende Fremdsignale zu empfangen und darauf zu reagieren.

"Das »SG Ready«-Logo zeigt Verbrauchern die »Smart Grid«-Tauglichkeit in Bezug auf einen tarifoptimierten Betrieb an. Wir wollen aber weit darüber hinausgehen, wir wollen die Geräte tatsächlich digitalisieren, das heißt, den Betrieb über Internet und Server intelligent beeinflussen können. Das ermöglicht, die Geräte im Betrieb zu beobachten und aus den Werten Rückschlüsse zur Steigerung der Effizienz zu ziehen. In der bedarfsgerechten Einströmung von Luft-Wärmepumpen etwa verbirgt sich ein immenses Einsparpotential. Das belegen Tests auf dem Prüfstand. Die Regelung und die Ausstattung des Gerätes müssen natürlich zulassen, diese maximale Effizienz herauszuholen", schaut Andreas Jung nach vorne.

"Remote Care" gehört die Zukunft

Das setze allerdings einen breiten Feldtest mit einer genügenden Anzahl von Geräten voraus, um eine Datenmenge zu erhalten, die es erlaubt, automatisierte Vorgänge zu programmieren. "Stichwort »Remote Care«, Fernanpassung: Wir haben hier drei Aufgaben oder drei Stufen vor uns. Der erste Schritt ist der, dass die Anlagen am Server hängen und ihre Daten abliefern. Auf diese Daten können die Techniker schauen, sie auswerten und entsprechende Entscheidungen treffen. Der zweite Schritt besteht in einer Fehleranalyse. Die Software wertet die Meldungen aus und weist auf Abweichungen gegenüber dem Regelbetrieb hin. Der Service weiß dann sofort, wo er einzugreifen hat. Der dritte Schritt ist dann die Optimierung durch den Server selbst. Er lernt, die Istwerte an die Sollwerte heranzufahren – das ist die Endstufe, die automatisierte Optimierung. Noch stehen wir aber ganz am Anfang, am Beginn der Stufe eins", betont der Technische Leiter der Waterkotte GmbH.

Blick in den Prüfstand im Waterkotte-Stammsitz in Herne.
Quelle: Bernd Genath
Im Waterkotte-Stammsitz, Herne: Blick in den Prüfstand.

Weiterführende Informationen: https://www.waterkotte.de/

Dienstag, 11.12.2018

Von Bernd Genath
Freier Journalist