Verschraubtes Know-how
Deshalb überrascht es, dass sich nicht ein Industrie-, sondern ein Handwerksunternehmen derzeit um eine Wegglättung bemüht. Oder sagen wir es so: Eigentlich überrascht es doch nicht, denn ein erfahrener Anlagenbauer kennt mittlerweile die Hürden und Fehlerquellen und weiß, wie sie zu nehmen sind. Konkret mit einer seriellen Vorfertigung durch einen Spezialisten von Modulen in Form von Registern, in denen sämtliche sensiblen elektrischen und hydraulischen Komponenten entsprechend ihrer korrekten Aufgabe verdrahtet und verrohrt sind. Und beinahe nur noch „Plug & Play“ mit einem zweiten Register oder mit der Wärmepumpe und der Energiequelle gekoppelt werden müssen.
Der Erfahrungsschatz des Spezialisten Metternich Haustechnik aus Windeck im nordrhein-westfälischen Rhein-Sieg-Kreis – der Anlagenbauer, der jetzt auch als Hersteller hervortritt – besteht in über 1.000 Wärme-pumpenanlagen mit und ohne PV und Eisspeicher, die die Mitarbeiter in den letzten 25 Jahren geplant und realisiert haben. Das Unternehmen ist älter, es gründete sich schon 1947. In erneuerbare Energien stieg es in der zweiten Hälfte der vergangenen 90er-Jahre ein. Metternich hat sich vorrangig auf die Aggregate von Waterkotte und Viessmann konzentriert, auf die Eisspeichertechnik und auf die Kombination der Maschinen mit Solarabsorbern.
Zielgruppen: Anlagenbauer, Planer und Hersteller
Vor drei Jahren kam die Idee, die wiederkehrende Vernetzung und Verrohrung der genannten Bauteile zu standardisieren, sprich: zu leistungs- und aufgabenspezifischen seriellen Installationselementen zusammenzufassen und zu vermarkten. Die Aktivität mündete in die BE Cologne GmbH, Köln, ein.
„BE“ steht für „Building Equipment“. Die Neugründung richtet sich sowohl an Wärmepumpenhersteller, die die Register mit anbieten sollten, als auch an Heizungsbauer, die sich auf bestimmte Marken festgelegt haben – das müssen nicht Viessmann und Waterkotte sein –, sodass es sich für beide Seiten lohnt, ab einer bestimmten Stückzahl die Module dem Typ anzupassen.
Frank Euteneuer aus der Geschäftsführung der Metternich Haustechnik GmbH hebt auf diese drei Punkte des Nutzens der Register ab: auf das integrierte Energiequellenmanagement, auf die Kompaktheit und auf die effizienteste Dimensionierung sämtlicher Bauteile der einzelnen Module.
„Nehmen wir das Energiemanagement und schauen wir uns eine Installation mit Dachabsorber, mit Wärme-pumpe, mit Eisspeicher an. In der Heizperiode bis Ende Februar haben wir den Eisspeicher als Wärmepuffer betrieben, ihn also mit der Energie vom Dachabsorber beladen. Ab dem 1. März fungiert die Behälterfüllung nicht mehr als Wärmedepot, sondern als Kältespeicher. Wir holen mehr Energie heraus als hineinfließt. Das heißt, wir beheizen natürlich weiterhin das Gebäude und temperieren das Warmwasser, sorgen aber dafür, dass das Temperaturniveau im Eisspeicher fällt und der Gefrierprozess einsetzt. Im Laufe der nächsten Wochen las-sen wir den Speicher zu 90 Prozent durchfrieren. Dadurch gewinnen wir sozusagen von +0 °C bis -0 °C noch einmal 80 Kilokalorien Heizenergie je ein Liter Wasser. Die Kristallisation braucht ihre Zeit, das verlängert uns die Heizzeit. Irgendwann ist der Speicher durchgefroren und wir können ihn in Stand-by halten, bis Kühlbedarf besteht.“
Das Energiequellenmanagement
Mit der sommerlichen Wärme aus den Räumen taut der Eispanzer dann langsam wieder auf. „Wir kühlen also, zunächst natürlich passiv, bis etwa 10 °C Wassertemperatur. Diesen Wert halten wir konstant und zwar mithilfe der Wärmepumpe beziehungsweise dem Energiequellenmanagement. Das befiehlt bei Bedarf der Wärmepumpe, Kälte für zu kühlende Bereiche zu liefern, indem sie Wärme für den Pool, für den Trinkwarmwasserspeicher oder für einen anderen Verbraucher produziert. Sollte das warme Wetter einige Tage anhalten und der Wärmebedarf der Verbraucher ausgeschöpft sein, bleibt die Maschine trotzdem in Betrieb. Die Wärme verklappen wir dann über den Absorber. Das ist von der Energieeffizienz her immer noch wirtschaftlicher als über einen Kaltwassersatz das Gebäude zu kühlen.“
Solch ein Energiequellenmanagement sollte der Standard in Wärmepumpeninstallationen zum Heizen und Kühlen sein, empfiehlt Frank Euteneuer Planern und Anlagenbauern. „Wir praktizieren das jetzt im zehnten Jahr. Wir wissen, welche die energieeffizientesten Temperaturen und die zeitgenauen Schaltpunkte in den einzelnen Jahreszeiten sind. Wir haben die wirtschaftlich optimalen Hydraulikschemen ausgearbeitet für passives und aktives Kühlen, wenn passiv alleine nicht mehr ausreicht. Die Priorität hat der Eisspeicher. Kaltwassersätze verbrauchen einfach viel zu viel Strom.“
Der Wärmepumpen-Experte wirft mit dem Beamer ein Schaltbild auf die Leinwand: „Sehen Sie, das ist der Serverraum eines Industriebetriebs. Der muss ganzjährig gekühlt werden. Wie machen wir das? Zum einen, wenn wir Eis im Eisspeicher haben, eben über den Eisspeicher, und im Winter, wenn wir das Gebäude mit der Wärmepumpe beheizen, mit der kalten Seite des Aggregats. Entsprechend legten wir die Hydraulik und die Steuerung aus.“
Bis 180 kW Heizleistung
BE Cologne programmiert das Energiequellenmanagement selbst im Haus. Basis sind frei programmierbare Regelungen beispielsweise von Siemens. „Mit dem Quellenmanagement haben wir in den letzten Jahren extrem viel Erfahrung gesammelt. Wir sind heute von der Programmierung her so weit, dass wir kein Hersteller-Know-how mehr brauchen, das uns sagt, was wir zu tun haben. Wir sind in der Lage, alles selbst zu machen und in Betrieb zu nehmen. Und natürlich haben wir jedes Modul, das wir ausliefern, vorher in Betrieb genom-men und durchgemessen“, betont Euteneuer.
Das Modul als Rahmenkonstruktion hat Maße, die durch die Kellertür passen beziehungsweise von der Grundfläche her in jedem Fall kleiner als die zugehörige Wärmepumpe ist. Der Rahmen nimmt sämtliche Pumpen, die Ventile, die Sensorik, Fühler, Druckwächter, Elektroverkabelung und so weiter auf.
Frank Euteneuer nennt als weitere Praxisvorteile: weniger Rüstzeiten, weniger Montagezeiten, weniger Ausfälle, keine Baustellenprobleme, eine standardisierte Technik, die auch den Kunden überzeugen sollte, und einen verbindlichen Preis.
Die Module decken Leistungen von 6, 8 und 10 kW für das Einfamilienhaus ab, von 13 bis 17 kW für größere und gewerbliche Projekte, von 21 bis 45 kW für kleinere Büro- und Verwaltungsgebäude, Kitas und Gewerbeobjekte mit dem entsprechenden Wärme- und Kältebedarf. Die Großregister gehen hinauf bis 180 kW Heizleistung.
Das Rad nicht neu erfinden
Für Christian Hahn, der BE Cologne leitet, ist der entscheidende Faktor für die Vorfertigung von Modulen für Eisspeichersysteme, „dass der klassische Heizungsbauer, der in einem Ein- oder Mehrfamilienhaus eine Eis-Energiespeicheranlage installieren will und möchte, kein Spezialist mehr sein muss. Seine Aufgabe ist es lediglich, ein paar Leitungen anzuschließen und den Standardstrom auf die Wärmepumpe zu geben. Dann ist die Anlage betriebsbereit.“
Das sei ganz wesentlich bei der Umsetzung von der Idee zum Produkt gewesen, eine unkomplizierte und einfache Installation zu schaffen. „Mit dem Thema MSR tun sich noch viele Betriebe schwer, auch mit der Inbetriebnahme. Das Zusammenspiel von Wärmequelle, Kältekreis und Wärmepumpe setzt ein bestimmtes Grundverständnis voraus. Das ist alles keine Hexerei – aber es verbergen sich darin Störquellen. Mit unseren Modulen haben wir die beseitigt. Man muss ja das Rad nicht regelmäßig neu erfinden müssen. Das Anschließen der Elemente ist übliches Handwerk.“
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