Hybride Wärmeversorgung eines Sportparks, GEG2024 kompatibel
Wärmepumpe, Gas-Brennwert und Solarthermie
In der niedersächsischen Stadt Varel ist jüngst ein Sportpark fertiggestellt worden, dessen Wärmeversorgung durch ein Hybridsystem aus Wärmepumpe, Solarthermie und Gas-Brennwertgerät (Spitzenlast) sichergestellt wird. Auch wenn die Baugenehmigung in das Jahr 2022 zurückreicht, also noch unter das Vorgänger-Gebäudeenergiegesetz (GEG) fiel, ist die Konstellation auch unter dem neuen GEG 2024 weiter eine mögliche Option.
Zwei Jahre Bauzeit, mehr als 6 ha Fläche und eine Investition von fast 10 Mio. €: So lässt sich das größte Einzelvorhaben der letzten Jahrzehnte für die friesische Stadt Varel (Niedersachsen) kurz zusammenfassen. Doch nun ist er fertig, der neue Sportpark in Varel-Langendamm. Der Trainingspark bietet nicht nur für den Schul- und Vereinssport komfortable sowie zeitgemäße Bedingungen; das Umfeld soll auch Austragungsort für regionale Wettkämpfe sein. Der Anspruch an die technische Gebäudeausstattung der Sportstätte war also dementsprechend hoch; auch hinsichtlich einer zukunftsfähigen Wärme- und Warmwasserversorgung.
Das Objekt und die TGA
Das Mehrzweckgebäude am Sportpark Varel bietet auf einer Nutzfläche von 580 m² ausreichend Platz für Versammlungs- und Vereinstätigkeiten, sechs Umkleidekabinen, eine Küchenzeile sowie Räumlichkeiten für die Erste Hilfe, Physiobehandlung sowie die komplette Haustechnik. Hinzu kommen 10 WC-Bäder und 30 Duschplätze, die mit einer maximalen Schüttleistung von knapp 140 l/min (10/45 °C) zu Buche schlagen. Im Außenbereich befinden sich zudem Sitzplatztribünen in vier Reihen unter einem Schleppdach am Gebäude. Zur Ausstattung zählen außerdem je ein Rasen- und Kunstrasenplatz, eine Tartanlaufbahn sowie eine Kugelstoß- und Diskuswurfanlage. Sowohl in praktischer als auch in optischer Hinsicht ist diese Sportstätte ein Highlight. Der eingeschossige Neubau in Massivbauweise entspricht - laut der Baugenehmigung vom April 2022 - dem Effizienzhaus 70-Standard. Er verfügt über zwei um sieben Grad geneigte Dachflächen, die eine Photovoltaikanlage mit einer Leistung von 10 kWp sowie eine thermische Solaranlage aus 10 Kollektoren à 2,37 m² Aperturfläche (Aa m²/Koll.) vom Typ Brötje FKR-L 25 tragen.
Um dem hohen Effizienzanspruch des Auftraggebers an die Wärmeversorgung gerecht zu werden, setzten die TGA-Fachplaner der Thalen Consult GmbH bereits in der frühen Planungsphase auf ein hybrides Heizsystem aus dem Hause Brötje. Eine Monoblock-Wärmepumpe BLW NEO 18 sowie ein modernes Gas-Brennwertgerät aus der WGB-Serie bilden die zentralen Säulen dieser Technologie. Ihre wesentlichen Vorteile sind:
Hohe Versorgungssicherheit,
Optimale Spitzenlastabdeckung,
Abgestimmte Regelungstechnik,
Niedrige Betriebskosten.
Details zur Wärmepumpe
Die Luft-/Wasser-Wärmepumpe arbeitet modulierend und versorgt den Sportpark in Varel permanent mit der passenden Heizleistung. Dabei liegt der Versorgungsbereich in etwa zwischen 5,1 und 18 kW. Ein großzügig dimensionierter Verdampfer mit Abtaufunktionen stellt den vereisungssicheren Betrieb in der Winterzeit sicher. Ein bislang einzigartiges System mit zwei im Verbund arbeitenden Wärmetauschern gewinnt aus dem Kältekreislauf je nach Modulation 3 bis 5 % zusätzliche Energie und realisiert so gute Leistungszahlen mit einem COP von über 4,25 bei A2/W35.
Die Hydrobox von Brötje erleichtert außerdem die hydraulische Anbindung der Wärmepumpe in das System, da in ihr bereits diverse Fühler und die Heizkreispumpen integriert sind. Ein nachgeschaltetes Umschaltventil bewirkt zudem eine optimale Verteilung der Heizenergie. Des Weiteren wurde vom ausführenden Heizungsbau-Fachbetrieb Ralf Ahlers eine Brötje Powerbox installiert, in der sich die NEO RWP-Regelung befindet. Ihre Aufgabe: die leistungsgerechte Regelung des Verdichters sowie die leistungsabhängige Ansteuerung der Umwälzpumpen. Das Expansionsventil wird mithilfe von DSI-Technologie immer dem Optimum angepasst.
Zweites Standbein des Hybridsystems
Als weitere Komponente zur Wärmeversorgung kommt im Sportpark Varel ein wandhängender WGB 70 i Gas-Brennwertgerät auch von Brötje zum Einsatz. Mit dem Nennwärmebelastungsbereich (Hi) von 17 bis 70 kW steht auch hier eine große Modulationsbreite zur Verfügung. So wird das Gebäude bei Spitzenlastanforderungen ausreichend mit Heizenergie und Warmwasser bedient. Um die Hybridkomponenten regelungstechnisch in optimaler Form zu verbinden, bietet die integrierte Systemsteuerung ISR plus alle Möglichkeiten zum optimierten Betrieb.
Kai Antons, projektverantwortlicher TGA-Fachplaner von der Thalen Consult GmbH, hebt in diesem Zusammenhang ausdrücklich die steckerfertige Installation der wandhängenden Powerbox hervor. Sie beinhaltet den Systemregler NEO RWP inklusive Heizkreis-Regelung für einen Pumpenheizkreis, Statusüberwachung, Systemdiagnose und Fehlererkennung. Zudem stehen fünf Wochenzeitschaltprogramme für bis zu drei Heizkreise, Trinkwassererwärmung und Zirkulationspumpe serienmäßig zur Verfügung. Auch die Anforderung eines zweiten Wärmeerzeugers ist über die NEO RWP gegeben.
Warmwasserversorgung
Die solarthermische Anlage, die Wärmepumpe sowie das Gas-Brennwertgerät beladen zwei Juratherm-Pufferspeicher JPSR 1000 mit einem Nutzvolumen von je 887 l. Durch das Rohrregister sind sie ideal für diese trivalente Wärmeversorgung geeignet. Um eine optimale thermische Schichtung zu erreichen, verhindern groß dimensionierte Flansch-Anschlüsse in DN 80 eine unnötige Durchmischung des Speichermediums.
Eine legionellenfreie und sichere Warmwasserversorgung gemäß DVGW-Arbeitsblatt W551 wird darüber hinaus mit einem Frischwassermodul vom Typ Malotech Aqua Pro fresh Classic 137/103 gewährleistet. Die Warmwassererzeugung erfolgt im reinen Durchflussverfahren und läuft dadurch mit äußerst niedrigen Bereitschaftsverlusten und einer Schüttleistung von 137 l/min (10/45 °C). Ein neuartiges Regelkonzept stellt die schnelle, präzise Ausregelung auf Sollwert sicher.
Fazit
Der zuständige Bauleiter, Andreas Holz, vom Bauamt der Stadt Varel, fasst das Projekt aus seiner Sicht zusammen: „Nachdem wir mit allen Beteiligten die korrekten Parameter für die Heizungs- und Warmwasserversorgung ermittelt haben, lief die Anlage optimal. Die Hybridanlage garantiert die betriebssichere Bereitstellung von bedarfsgerechter Wärme.“ Darüber hinaus wurde die Kooperation mit Brötje von den zuständigen TGA-Fachplanern gelobt. Mit dazu beigetragen hat auch der zuständige Key-Account-Manager Daniel Norder, der das Projekt von Anfang an unterstützend begleitet hat. „Eine Konstellation, die wir uns durchaus wieder vorstellen können“, ergänzt Georgios Leibach, Fachplaner bei Thalen Consult, dazu.
