Kristallationsenergie für Wärme und Kälte
Ein zukunftweisendes Heiz- und Kühlkonzept wird in der Stuttgarter Nordbahnhofstraße realisiert. Hier baut die Siedlungswerk GmbH Wohnungs- und Städtebau ein Quartier mit insgesamt 125 Wohnungen. Mit der wohnbaulichen Entwicklung der südlichen Nordbahnhofstraße wird das Stuttgarter Innenentwicklungsmodell (SIM) umgesetzt. Projektiert sind sieben Gebäude mit fünf bis sechs Geschossen. Entlang der östlichen Grundstücksgrenze entstehen vier Mehrfamilienhäuser in Form eines U. Drei Stadtvillen umrahmen die grüne Mitte am westlichen Rand des Grundstücks. Alle Gebäude werden den KfW-55-Standard erfüllen und sind für einen Primärenergiebedarf zwischen 27,4 bis 31,5 kWh/m2 beheizter Fläche und Jahr ausgelegt.
Baustein für eine klimaneutrale Stadt
Im UG ist die Heizzentrale untergebracht. Im Erdreich, neben dem Gebäude, befindet sich ein Eis-Energiespeicher der Firma Viessmann Eis-Energiespeicher GmbH. Der Betonquader ist 18 m lang, fast 9 m breit und 6 m hoch. Gefüllt wird er mit 800 m³ Wasser und einigen 100 Metern Kunststoffrohren, die dem Wasser Wärme zuführen oder entziehen. Der Eisspeicher konserviert Energie auf einem niedrigen Temperaturniveau bis ca. 20 °C und dient als Puffer für die Energieträger, die das Quartier mit Heizwärme versorgen werden. Eine Wärmepumpe von Viessmann nutzt mit 150 Kunststoffabsorbern die Energie der Umgebungsluft und der Sonne auch in der kälteren Jahreszeit. Der ungedämmte Speicher nimmt zudem Wärme oder Kühle des umgebenen Erdreichs auf. Die Wärmepumpe hebt die Temperatur auf Heizniveau an. Angetrieben wird sie von einem gasbetriebenen BHKW, dessen Abwärme ebenfalls zum Heizen genutzt wird. Der durch das BHKW erzeugte Strom sowie der Sonnenstrom einer Photovoltaikanlage werden vorrangig im Gebäude und für den Allgemeinstrom der Nutzer selbst genutzt.
Heizen mit Eis
Ein Teil der Heizwärme stammt aus der Kristallisationsenergie des Eises. Sie wird frei, wenn Wasser zu Eis gefriert. Im Eisspeicher wird dieser Wechsel des Aggregatzustands während der Heizperiode durch den Wärmeentzug der Wärmepumpe herbeigeführt. Wird das Eis bei wärmerem Wetter wieder aufgetaut, kann dieser Prozess beliebig oft wiederholt werden. Am Ende der Heizperiode wird gezielt Eis gebildet. Dieses steht dann an heißen Tagen als Kältequelle für die Fußbodentemperierung zur Verfügung. Über Solar-Luftabsorber können die nächtlichen Außentemperaturen genutzt werden, um das Gebäude abzukühlen.
