Moderne Heiztechnik sorgt für Energieeinsparungen im Logistikzentrum

Keine Lösung von der Stange!

Mit etwa 10.000 m² ist das neue Logistikzentrum der Alternate Com­puterversand GmbH größer als ein WM-Fußballfeld. Bei der Planung des Neubaus für das Online-Fachhandelsunternehmen in Linden bei Gießen standen Ökologie und Nachhaltigkeit im Fokus. Ein System aus mehreren Wärmepumpen und einem Gas-Brennwertgerät sorgt nun ganzjährig für angenehme Raumtemperaturen im neuen Logistikzentrum der Alternate Computerversand GmbH.

Das System aus mehreren Sole/Wasser-Wärmepumpen versorgt das Logistikzentrum mit Wärme aus dem Erdreich – die Besonderheit: Abwärme aus den Serverräumen wird nicht einfach an die Umwelt abgegeben, sondern dem Heizkreislauf zugeführt.

Die steigende Nachfrage nach elektronischen Geräten machte den Neubau des Logistikzentrums der Alternate GmbH erforderlich. Dort stehen nun 8200 m² Lagerfläche sowie weitere 2000 m² Bürofläche zur Verfügung. Nachhaltigkeit spielte bereits bei der Ausschreibung eine wesentliche Rolle: Die Wärmeversorgung sollte möglichst ressourcenschonend erfolgen, außerdem wurden in erster Linie Firmen aus der Region beauftragt.

 

Optimale Einstellung

durch Fernüberwachung

Ausgesprochen komplex und anspruchsvoll war die Planung der Wärmeversorgung sowie damit einhergehend der Raumklimatisierung. Nach den Vorgaben von Marco Törner, Ingenieurbüro für Versorgungstechnik in Mücke, hat die Buderus Niederlassung Gießen in enger Abstimmung mit der Firma MSR Service GmbH in Berlin (Regelungstechnik) das Projekt von der Planung bis zur Inbetriebnahme begleitet. Damit endete die Zusammenarbeit jedoch nicht: Die Einregulierung des neuen Systems erfolgte gemeinsam durch Buderus, MSR Service und die Heizungsfachfirma. Über die eingebaute ständige Fern­überwachung wird die Anlage im ersten Betriebsjahr nachparametriert und optimiert, erst so kann das System exakt auf die Erfordernisse des Unternehmens eingestellt werden. Diese Service-Dienstleistung ist ein Bestandteil der Komplettlösung von Buderus.

 

40 Erdsonden liefern kostenlose Energie

Zunächst musste der Wärmebedarf des Neubaus ermittelt werden, um die Leistung des Wärmepumpensystems berechnen zu können. Für die Hallenfläche ergab sich eine Heizlast von 250 kW, für die Bürofläche eine Heizlast von 80 kW. Die komplexe Wärmepumpenanlage bindet auf intelligente Weise verschiedene Wärmequellen und unterschiedliche Abnehmer ein. Vorgefertigte Bauteilgruppen und eine maßgeschneiderte Regelungstechnik lenken die Energie so, dass sie immer effizient genutzt werden kann. Im laufenden Heizbetrieb funktio­­niert das Heizsystem wie eine „normale“ Wärmepumpenanlage, die Umweltenergie aus dem Erdsondenfeld nutzt und damit das gesamte Gebäude beheizt.

Insgesamt 40 Erdsonden mit einer Tiefe von jeweils 120 m versorgen die drei Sole/Wasser-Wärmepumpen (Typ „Logafix WPS 750 IR“) mit der kostenlosen Umweltenergie. Die komplette Planung des Erdsondenfeldes erfolgte durch die Firma UBeG aus Wetzlar. Die Koordination der Bohrungen lag in den Händen der WQ Management GmbH, ein Unternehmen der Bosch Thermotechnik. Sie erstellte zunächst die Konzeption für den Bezug der Wärme aus dem Erdreich, ließ geologische Vorprüfungen ausführen und holte die erforderlichen Genehmigungen für die Bohrungen ein. Bei der Erdsondenbohrung arbeitete man mit einem spezialisierten Unternehmen zusammen, die WQ Management GmbH übernahm die Anbindung an die Wärmepumpenanlage.

Durch diese professionelle Koordination der Leistungen sowie aller Beteiligten konnte sich die verantwortliche Heizungsfachfirma ganz auf den Einbau des neuen Heizsystems konzentrieren. Trotz der Komplexität war die Montage nicht aufwändig, denn die gesamte Anlage wurde in vormontierten Bauteilen geliefert. Auf der Baustelle mussten die Mitarbeiter lediglich die einzelnen Module aufstellen, hydraulisch einbinden und elektrisch mit dem Schaltschrank verbinden.

 

Abwärme der Server unterstützt Heizsystem

Die Effizienz der Anlage lässt sich durch eine technische Besonderheit sogar noch weiter steigern. So sind bei dem Elektronik-Fachhandelsunternehmen aus Linden zahlreiche Computer und Server im Einsatz, die Abwärme produzieren. Diese Abwärme in einer Größenordnung zwischen 75 und 150 kW wird intelligent genutzt und zwischen Erdsondenfeld und den Wärmepumpen zusätzlich in das System eingespeist. Dadurch lässt sich die Wärmequellentemperatur deutlich erhöhen. Überschüssige Abwärme zur Heizungsunterstützung eingesetzt – noch besser kann man Ressourcen und Klima kaum schonen.

Im laufenden Betrieb wird der Einsatz der einzelnen Wärmepumpen in Abhängigkeit von den jeweiligen Betriebsstunden gewechselt. Dadurch erfolgt eine gleichmäßige Auslastung der einzelnen Geräte. Sollte die Leistung der drei Wärmepumpen zusammen genommen tatsächlich einmal nicht ausreichen, schaltet sich ein Gas-Brennwertgerät ( Typ „Logamax plus GB162“) mit 100 kW als Spitzenlastkessel zu.

Mit entscheidend für die nachhaltige Nutzung der Energiequellen ist die intelligente Regelung des gesamten Systems. Die Leitzentrale der Anlage befindet sich in einem individuell konfigurierten Schaltschrank – diesen hat die MSR Service Berlin geplant und mit der erforderlichen Software ausgestattet.

 

Raumkühlung in den Sommer­monaten

Neben der Raumheizung sorgt das System bei Alternate in den Sommermonaten auch für die Raumkühlung. Dazu wird das Prinzip der Geothermie umgekehrt. Diese Art der Raumkühlung macht eine konventionelle, in der Regel energieintensive Klimaanlage überflüssig: In erster Linie werden über die Erdsonden die Serverräume des Elektronik-Fachhandelsunternehmens gekühlt. Um einen sicheren und zuverlässigen Betrieb der Computer zu gewährleisten, kann zusätzlich zur passiven Kühlung über die Erdsonden eine aktive Kühlung mit Hilfe der Wärmepumpen erfolgen. Die reversiblen Wärmepumpen arbeiten mit einem Kältekreis, der sich über ein Vier-Wege-Umschaltventil umkehren lässt. Bei diesen reversiblen Wärmepumpen wird ein vorhandenes Temperaturniveau durch die Verdichterleistung der Wärme­pumpe abgekühlt. Auch die Mitarbeiter des Unternehmens sollen bei angeneh­men Raumtemperaturen arbeiten. Deshalb besteht ebenfalls die Möglichkeit, die Büroräume über das Flächenheiz­system zu kühlen. Dabei wird die Fußbodenheizung genutzt, um großflächig die Raumtemperatur zu senken.

 

Umfangreiche Planung und Anlagenkonfiguration

Bei der Größe des Objekts war eine umfangreiche Planung und Anlagenkonfiguration erforderlich. Nach den Vorgaben des Ingenieurbüros für Versorgungtechnik wurden drei Sole/Wasser-Wärmepumpen „Logafix WPS 750 IR“ mit einer Leistung von 75,2 kW eingebaut, sie erreichen einen COP-Wert von 4,4. Weil bei diesem System die Abwärme der Server genutzt wird, liegt die Jahresarbeitszahl sogar bei über 5. Die Geräte arbeiten mit zwei Verdichtern – dies bedeutet, dass die drei eingebauten Wärmepumpen über insgesamt sechs Leistungsstufen verfügen. Dadurch ist eine optimale Anpassung an den Bedarf möglich. Ein weiterer Vorteil ist die kompakte Bauweise, so können die Sole/Wasser-Wärmepumpen besonders einfach eingebracht werden.

Zur Trinkwassererwärmung wurde eine Trinkwasser-Wärmepumpe mit einer Leistung von 1,8 kW und einem integrierten Speicherbehälter mit 290 Liter Volumen eingebaut. Der COP-Wert nach EN 255 liegt bei 3,4. Die Warmwasserbereitung erfolgt durch eine ­aktive Wärmerückgewinnung aus der Ansaugluft. Die Temperatur des Warmwassers lässt sich stufenlos von 23 bis 60 °C einstellen. Mit den kompakten Außenmaßen 660 x 1695 x 660 mm (B x H x T) wiegt die Trinkwasser-Wärmepumpe lediglich 125 kg. Über einen ­integrierten Rohrwärmetauscher kann sogar ein externer Wärmeerzeuger, zum Beispiel ein Heizkessel oder eine Solaranlage, angeschlossen werden.

 

Gas-Brennwertgerät für Spitzenlast

Sofern die Leistung der Wärmepumpenanlage einmal nicht ausreicht, um die Anforderungen zu erfüllen, geht automatisch ein Gas-Brennwertgerät mit ­einer Leistung von 100 kW in Betrieb. Dieser Kessel erreicht einen Normnutzungsgrad von bis zu 99,5 % bezogen auf den Brennwert. Weitere Merkmale sind:

 Wärmetauscher mit „Aluplus“-Technologie, dies bedeutet weniger Wartung und noch längere Lebensdauer durch plasmapolymerisierte Rippenrohre.

 „Flow plus“-System für eine optimale Brennwertnutzung ohne Mindestumlaufwassermenge.

 Intelligentes Regelsystem EMS (Energie Management System) mit integriertem Service-Diagnose-System.

 Einfachste Montage aufgrund des geringen Gewichts und der für den Kessel entwickelten Systemkomponenten (Pumpengruppe, Kaskadenunits, ­Abgaskaskade).

Alle wesentlichen Bauteile sind von ­vorne zugänglich, dadurch optimale Service- und Wartungsfreundlichkeit.

 

Fazit

Mit dieser Anlagenkonfiguration wurde eine optimale Lösung gefunden, um den Bedarf an Heizwärme und warmem Wasser nachhaltig und umweltschonend zu decken. Durch die Nutzung der Abwärme in den Serverräumen kann die Wärmepumpenleistung zusätzlich angehoben und die Effizienz des Systems gesteigert werden. Aufgrund des reversiblen Betriebs der Wärmepumpen lassen sich die Räume in den Sommermonaten angenehm temperieren, ohne dass zusätzliche Energie für eine Klimaanlage erforderlich ist. Heizung und Kühlung wurden hier energetisch auf optimale Weise anlagentechnisch umgesetzt.

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