Was heute in Sachen energieeffizienter Heiztechnik möglich ist, lässt sich in der ehemaligen Bergbaustadt Bad Lauterberg im Harz bestaunen. Genauer gesagt, in der dortigen Kooperativen Gesamtschule (KGS), die jetzt ein hochmodernes Heizsystem vorweist. Die Zusammenstellung der einzelnen Komponenten und deren Zusammenspiel sind nicht alltäglich und senken die Energiekosten zugleich auf ein Minimum. Für die Wärme- und Warmwassererzeugung arbeiten vor allem sieben Hauptkomponenten im System zusammen: zwei Gas-Brennwertkessel und drei Gas-Wärmepumpen von Buderus sowie zwei Brennstoffzellen vom Hersteller SOLIDpower.

Und genau diese Kombination macht sich bezahlt – die bisherigen Auswertungen alleine des Gasverbrauches zeigen, dass sich die Investition des Landkreises Göttingen gelohnt hat: Im vierten Quartal 2019 verbrauchte die Schule mit knapp 332 MWh etwa 19 Prozent weniger Gas als im gleichen Zeitraum des Vorjahres (etwa 412 MWh). Im darauffolgenden ersten Quartal 2020 belief sich die Ersparnis durch das neue Heizsystem im Vergleich zum Vorjahresquartal sogar auf satte 26 Prozent (von 413 MWh zu 304 MWh). Hinzu kommt, dass die KGS einen Teil ihres benötigten Stroms mit den neuen Brennstoffzellen selbst erzeugt.

Effizientes Gas-Brennwert-Duo

Die bis zu viergeschossigen Gebäude der KGS Bad Lauterberg wurden 1973 gebaut, der langgezogene Komplex mit einer Nutzfläche von mehr als 6.300 m² teilt sich in mehrere Bereiche auf. So gehören zur Schule Fachklassenbereiche, Verwaltung, Pausenhalle mit Bühne, Mensa sowie eine Sporthalle mit Nebenräumen. Die Fenster wurden bereits teilweise saniert, die Außenwände befinden sich noch im Originalzustand. Die neue Heizungsanlage ersetzte das in die Jahre gekommene System aus dem Jahr 1994. Geplant hat das Heizsystem das Planungsbüro Breitenstein aus Dingelstädt in Zusammenarbeit mit dem Landkreis Göttingen und Buderus. Bereits in der Planung erwies sich als vorteilhaft, dass die Heiztechnik besonders darauf ausgelegt ist, im System mit allen Komponenten effizient zusammenzuarbeiten. Für die Installation zeichnete die Lodewick GmbH aus Herzberg im Harz verantwortlich.

Die Komponenten des modernen Heizsystems sind jeweils in Kaskade geschaltet. Die Spitzenlastabdeckung übernehmen die beiden Gas-Brennwertkessel „Logano plus KB372“ mit einer Gesamt-Heizleistung von 600 kW. Ein Gas-Vormischbrenner mit einem großen Modulationsbereich von 1:6 macht die Wärmeerzeuger besonders effizient – er liefert nur so viel Leistung, wie es dem aktuellen Bedarf entspricht. Zum sparsamen Betrieb tragen ebenso die Hochleistungs-Aluguss-Wärmeübertrager des Kessels bei. Die Gas-Brennwertkessel wurden nicht zuletzt auch aufgrund ihrer Möglichkeiten zur Systemintegration gewählt: Über das digitale Regelsystem „Logamatic 5313“ lassen sie sich selbst in dieser komplexen Anlage verbrauchs- sowie kostenoptimiert und in Abhängigkeit der anderen Systemkomponenten steuern. Der Abgasanschluss erfolgte im geräumigen Heizraum jeweils hinten am Kessel, je nach den Gegebenheiten vor Ort ließe sich dieser auch einfach nach oben ausführen.

Gas-Wärmepumpe minimiert CO₂-Fußabdruck

Die drei Gas-Wärmepumpen „Logatherm GWPL 41kW“ kombinieren die Energieträger Außenluft und Erdgas. „Die Technologie ist eine der effektivsten Arten, erneuerbare Energien in Großprojekte einzubinden“, unterstreicht Marcus Kleeblatt, der das Projekt bei Buderus als zuständiger Projektmanager technischer Systemvertrieb betreut hat. Wie eine herkömmliche Wärmepumpe hebt auch eine Gas-Absorptionswärmepumpe Umweltwärme auf ein für die Heizung und Trinkwassererwärmung geeignetes Temperaturniveau. Im Gegensatz zu traditionellen Wärmepumpensystemen nutzt sie als Antriebsenergie für diesen Prozess jedoch nicht Strom, sondern Erdgas. Das trägt weiter dazu bei, Energiekosten zu sparen, weil Gas im Vergleich zu Strom aus konventionellen Quellen nicht zunächst durch Umwandlung anderer Primär- oder Sekundärenergien gewonnen werden muss.

Im Heizsystem der Schule arbeitet die Gas-Wärmepumpen-Kaskade bivalent mit den Gas-Brennwertkesseln zusammen und unterstützt die Heiz- und Warmwasserbereitung – bei einer Außentemperatur von 7 °C mit rund 123 kW. Mit ihren langen Laufzeiten decken sie die Wärme-Grundlast. Beide Anlagen sind hydraulisch über Pufferspeicher mit insgesamt 3.000 Liter entkoppelt und verbunden. Die KGS senkt durch die innovative Technologie ihre Treibhausgas-Emissionen, denn die „Logatherm GWPL 41kW“ reduziert den CO₂-Ausstoß um bis zu 40 Prozent im Vergleich zu konventionellen Wärmeerzeugern, sie erreicht dabei einen hohen Wirkungsgrad von bis zu 164 Prozent. Ebenso wie die beiden Brennwertkessel arbeiten auch die drei Gas-Wärmepumpen modulierend, bei Bedarf fahren sie auf bis zu 20 kW herunter – der Modulationsbereich beträgt bei jeder der drei Gas-Wärmepumpen 50 bis 100 Prozent. Die maximale Vorlauftemperatur beträgt im Heizbetrieb 65 °C und im Warmwasserbetrieb 70 °C. „Auch im tiefsten Winter ist man mit den Gas-Wärmepumpen auf der sicheren Seite“, betont Marcus Kleeblatt. „Die arbeiten auch noch bei bis zu -20 °C.“ Im Sommer sind sie bei bis zu +45 °C in Betrieb.

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