Gebäudesanierung : Effiziente Energieintegration: Perfekte Symbiose von Strom, Wärme und Kälte

Der Umstieg von fossilen Energieträgern auf Erneuerbare liegt ganz im Sinne der Wärmewende. Für die Realisierung eines neuen Heizsystems sollte auf Basis der baulichen Gegebenheiten und unter Berücksichtigung der Wirtschaftlichkeit in puncto Anschaffung und Betrieb eine nachhaltige Lösung für den Betreiber gewährleistet werden.
Folgendes Referenzprojekt von MTF-Samsung zeigt, wie beim Umstieg von fossilem Gas auf erneuerbare Energien, mit moderner Wärmepumpentechnologie in Kombination mit Photovoltaik, am Hauptsitz der Integral Gruppe in Achau (NÖ) ein Gesamtkonzept realisiert werden konnte, das neben nachhaltiger Wärmeversorgung auch eine adäquate Raumkühlung verspricht.

Die Unternehmen der Integral Gruppe sind in unterschiedlichen Geschäftsfeldern in den Bereichen Anlagen-, Umwelt- und Gebäudetechnik am nationalen und internationalen Markt tätig. Nachhaltigkeit ist essentieller Bestandteil der Unternehmenskultur. Die Integral Gruppe sieht nachhaltiges Handeln als entscheidenden Erfolgsfaktor und legt bei der Ausübung ihrer geschäftlichen Aktivitäten höchsten Wert darauf, negative Einflüsse auf Natur und Gesellschaft bestmöglich zu vermeiden. Klares Ziel ist nachhaltiges Wirtschaften bei gleichzeitiger Schonung der Umwelt durch effizienten Einsatz von Energie und anderen Ressourcen.

Im April 2022 erfolgte der Startschuss zur Umsetzung des Umstiegs vom fossilen Energieträger Erdgas auf erneuerbare Energien. Durch rasches Handeln, professionelle Planung und zielgerichtete Umsetzung werden seit März 2023 die Betriebs- und Verwaltungsgebäude der Zentrale in Achau mittels 13 Stk. LW-Wärmepumpen für Heizung und Kühlung in Kombination mit Photovoltaikanlagen versorgt. Ab Juni 2023 wird auch die Raumkühlung der Verwaltungsgebäude mittels dieser LW-Wärmepumpen fertiggestellt sein.

Die Planung und Erstellung eines ganzheitlichen Konzeptes erfolgte durch das Planungsbüro gtprojekt GmbH, GF KR Ing. Alfred Scheibenpflug. Geliefert wurden die verbauten LW-Wärmepumpen von MTF-Samsung, GF Ing. Klaus Gschiel. Für die Umsetzung und Montage zeichnete die Fa. Integral selbst verantwortlich – mit DI.(FH) Christian Seidl (Projektleitung) und Manfred Pürer (Montageleitung).

Bei der Sanierung der drei bestehenden Hallen sowie des Verwaltungsgebäudes wurden mit der Auswahl des Systems zur Wärmeerzeugung und Wärmeverteilung wichtige Weichen bei der Wärme- und Kälteplanung gestellt. Denn die Wahl der Hallenheizung hatte wesentliche Auswirkungen auf den Anschaffungspreis, die laufenden Kosten für die Wärmeeinbringung und die möglichen Zusatzfunktionen. Daher wurden 13 Stk. monovalente Wärmepumpen installiert – konkret: luftgekühlte DVM-S Wärmepumpensysteme von Samsung mit einer kaskadierten 740 kW Heizleistung und 220 kW Kühlleistung.

Diese installierten Wärmepumpensysteme entsprechen dem Wärmegesetz EE Wärme G (erneuerbare Energien) und haben entsprechend hohe SEER- und SCOP-Werte. Die kaskadierten, regenerativen Wärmepumpensysteme liefern Heizungswasser bis zu 50°C in den Betriebsgebäuden sowie 65°C für die bestehenden Wärmeabgabesysteme/Radiatoren in den Verwaltungsgebäuden und wurden auf -15°C bzw. +35°C Außentemperatur für Heizung/Kühlung ausgelegt.

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Bedient werden die Wärmepumpensysteme übergeordnet von der Neuinstallierten Mess-Steuer-Regeltechnik, die von der Fa. R-S-Systems (Regel- und Steuersysteme AT GmbH) ausgeführt wurde. Die Umsetzung der MSR erfolgte nach den höchsten Qualitätsstandards gemäß ÖNORM ISO 9001. Mit R-S Systems als Systemintegrator war es möglich, nur die effizientesten und qualitativ hochwertigsten MSR-Komponenten zum Einsatz zu bringen. Damit werden alle Anlagensysteme (Verbraucher und Erzeuger) vernetzt und energieeffizient betrieben. Die Neuanlagen inklusive Wärmepumpenmanagement wurden mit den Bestands- und Altanlagen in Verbindung gebracht und intelligent vernetzt. Großes Augenmerk wurde auf einen automatisierten und eigenständigen Betrieb, ohne der Erfordernis von personeller Überwachung und Eingriffen, gelegt. Dies erspart Personalkosten und Nebenaufwendungen.

Die Betriebsgebäude bestehend aus Material- bzw. Hochregalhallen und Werkhallen, wurden bezüglich Wärmeversorgung und -verteilung auf einen zeitgemäßen Standard gebracht. Vor dem Umbau versorgten noch drei Gaskessel mit einer Gesamt-Heizleistung von 1230kW aus dem Jahr 2007 das Areal mit Wärme. Diese wurden gegen 13 Stk. LW-Wärmepumpen mit einer Gesamt-Heizleistung von 740kW ausgetauscht. Parallel dazu wurde in puncto Wärmeverteilung auf Sabiatech-Deckenstrahlplatten umgestellt, die viel energiesparender arbeiten als die zuvor verbauten Lufterhitzer – dadurch wurde eine Leistungsminderung von 490kW erreicht. Die Deckenstrahplatten wurden auf eine Vorlauftemperatur zwischen 45°C und 50°C ausgelegt und sind dadurch ideal für den Betrieb in Kombination mit einer Mitteltemperatur-Wärmepumpenanlage geeignet.
Um die Wärme künftig hocheffizient und gleichmäßig in allen Hallen zu verteilen, wurden in den Altbauhallen die Deckenstrahlplatten in insgesamt 66 Bändern mit einer Gesamtbaulänge von 742 lfm. montiert und mittels Ketten an den Decken in Höhen von 8 bis 9m befestigt.

Durch die regenerative Wärmeerzeugung und den intelligenten Lösungsansatz zur Wärmeverteilung wurden in den Hallen verschiedenster Bauart Energieeinsparungen von ca. 40 % möglich. Denn anders als bei Lufterhitzern muss beim Einsatz von Deckenstrahlplatten nicht das gesamte Luftvolumen des Raumes erwärmt und umgewälzt werden, da diese nach dem Strahlungsprinzip funktionieren. Die Strahlungsheizung ist effektiver, weil die Wärmestrahlung (Infrarot-Strahlung „C“) die Luft durchdringt, ohne diese zu erwärmen. Es werden lediglich Objekte durch Absorption erwärmt. Diese Art der Nutzwärme/-kälte wird physiologisch günstig bewertet und vom menschlichen Organismus als wohltuend empfunden.
Durch diese Funktionsweise kann beim Einsatz von Deckenstrahlplatten bei gleicher Empfindungstemperatur die Lufttemperatur um ca. 3 Grad Kelvin geringer gehalten werden als bei einem konvektionsbasierenden System.

, erklärt Mag.(FH) Iris Satzinger (Leitung Unternehmenskommunikation Integral) die Gründe für die Entscheidung für Sabiatech-Deckenstrahlplatten, zusätzlich zur hohen Energieeffizienz der Samsung LW-Wärmepumpe.

Der Betrieb normaler Wärmepumpen ohne Inverter in Verbindung mit einer Photovoltaikanlage ist oft nicht ohne Schwierigkeiten. Wärmepumpen ohne Inverter laufen mit starrer Drehzahl und beziehen ihre Anschlussleistung schubweise. Daher pendeln sie im Betrieb beständig zwischen Höchstleistung und Ausschaltung. Wird die Wärmepumpe ausgeschaltet, wird mehr PV-Strom ins Netz gespeist. Läuft die Wärmepumpe hingegen auf voller Leistung, kann ihr Bedarf nicht mehr komplett aus der PV-Anlage gedeckt werden und es muss teurer Strom vom Energieversorger bezogen werden. Modulierende Wärmepumpen hingegen eignen sich insbesondere für den Einsatz mit PV, da sie mit reduzierter flexibler Drehzahl und kontinuierlich niedriger Leistung laufen. Diese Leistung kann zu einem deutlich größeren Teil durch die PV-Anlage gedeckt werden als bei einer WP ohne Inverter. Somit erhöht sich der Eigenverbrauch an PV-Strom deutlich.

Mit der Installation von Photovoltaik-Anlagen auf den Dächern der Betriebsgebäude Ende 2021 am Standort Achau geht Integral einen weiteren Schritt in eine grünere Zukunft. Dank 442 PV-Modulen, welche seit Januar 2022 am Dach der Lagerhalle und der Werkhalle in Betrieb sind, deckt der Standort einen beträchtlichen Anteil seines jährlichen Stromverbrauchs autark. Um auch die Wärmepumpen mit selbsterzeugtem Strom zu betreiben, wird kurzfristig die Leistung von 197kWp auf 405kWp erhöht. Mit der neuen PV-Anlage konnten bereits große Mengen an CO₂ eingespart werden.

Da Mobilität beim Klimaschutz eine zentrale Rolle spielt, hat sich Integral entschlossen, auch seine Flotte nachhaltiger zu gestalten. Seit Ende 2021 stehen in Achau E-Ladestationen zur Verfügung, an denen die Elektro-Autos geladen werden können.

_{Näheres Infos zu MTF-Samsung finden Sie unter: www.mtf-online.net/at
Näheres Infos zu Integral finden Sie unter: www.integral.at}