Universeller Absorber für Sole-Wärmepumpen

Mit dem Multi-Quellen-Absorber-System „Multiq“ (sprich: Multi Q) hat Mefa einen universellen Ansatz zur Gewinnung von Umgebungswärme für Wärmepumpen entwickelt. Die Absorber bestehen aus vollflächig durchströmten Kunststoffplatten mit 6 mm Stärke, die wie Stegplatten aufgebaut sind, damit im Inneren definierte Strömungszustände herrschen. Die Platten bestehen aus robusten Materialien wie Polypropylen und Co-Polymeren. Sie sind für dauerhafte Betriebsdrücke um 2,5 bar und Temperaturen von –15 bis +20°C ausgelegt.

An den offenen Seiten der Absorberplatten befinden sich Sammelleitungen mit Anschlüssen für Rohrleitungen, über die der Transport der aufgenommenen Umgebungswärme über ein Wasser-Glykol-Gemisch zur Wärmepumpe und wieder zurück erfolgt. Die Rohre und Verteiler werden werkseitig geschweißt. An zugänglichen Stellen werden ggf. Verschraubungen mit Absperrventilen und Durchflusswächtern eingesetzt, um einen hydraulischen Abgleich des Gesamtsystems sowie ein Absperren einzelner Wärmetauscher zu ermöglichen. Die Absorbersysteme werden in den Varianten „Geo“, „Ice“, „Sun“ und „Water“ geliefert.

Variantenreichtum bei der Wärmegewinnung

Die Variante „Multiq Geo“ hat den Vorteil, dass zur Gewinnung von Wärme aus dem Erdreich keine tiefen Bohrungen erforderlich sind. Vielmehr reichen hier Gräben unterhalb der Frostgrenze auf dem Grundstück aus. Die sonst übliche Tiefenbohrung mit allen ihren eventuellen Problemen ist somit nicht erforderlich, dennoch werden sehr hohe Jahresarbeitszahlen erreicht.

Bei „Multiq Sun“ werden die Absorber auf dem Dach oder an der Gebäudefassade installiert, um neben der Aufwärmung durch die Umgebungsluft auch solare Gewinne zu erzielen. Eine besonders interessante Möglichkeit hierbei ist die Montage der Absorber unterhalb von PV-Modulen. Das sorgt für eine Kühlung der Module und damit eine Steigerung des Wirkungsgrades bei der Stromerzeugung.

Die Ausführung „Multiq Water“ ermöglicht eine Wärmegewinnung in stehenden und fließenden Gewässern. Auch hierfür wurden bereits mehrere Projekte realisiert: Unter anderen ein Wasserschloss in Holland, wo die Absorberanlage im Burggraben installiert wurde, und ein Flusskraftwerk an der Donau, wo die Absorber im Kanal zur Turbine untergebracht sind.

Eine besonders interessante Variante ist „Multiq Ice“, bei der die Absorber in einer drucklosen Wasserzisterne installiert werden. Im Winter wird der Zisterne Wärme entzogen, wobei der Wasserspeicher vereist. In den Sommermonaten lässt sich dieses Eis zur Klimatisierung des Gebäudes nutzen. Somit wird der Eisspeicher bis zum Beginn der Heizsaison wieder regeneriert.

Ein Industriebau nutzt die Bandbreite fast komplett

Fast alle Anwendungsvarianten kamen beim Neubau des Logistik- und Produktionsgebäudes von Mefa in Kupferzell zum Einsatz. Das Gebäude benötigt 500 kW Heizleistung für einen jährlichen Wärmebedarf von 1,2 Mio. kWh und wird monovalent mit einer Sole-Wasser-Wärmepumpe beheizt und gekühlt. Hier arbeiten die Absorber im Erdboden unter dem Hochregallager. Für die Solarwärmegewinnung sind vor allem an der Außenwand des Gebäudes und auf dem Dach – teilweise auch unter den PV-Modulen – zahlreiche Sonnen-Absorber installiert. Hinzu kommt ein Eisspeicher als dritte Quelle. Die Besonderheiten des Konzepts: Die freie Kühlung über die Erdabsorber sorgt für ein angenehmes Raumklima in den Büroräumen an heißen Tagen; Serverräume und die Maschinen werden ganzjährig über den Eisspeicher gekühlt – ohne Mehrkosten für eine Kälteerzeugung.

In Kombination mit der Photovoltaikanlage auf dem Dach mit 750 kWp sei rechnerisch Energieautarkie hergestellt. Die Wärmepumpe liefere mit der genannten Kombination von Absorbern eine Jahresarbeitszahl über 7 und habe die Mehrkosten der Investition innerhalb weniger Jahre erwirtschaftet. Die angenommenen Heizkosten des Gebäudes mit einer Gasheizung lägen heute bei rund 400.000 Euro im Jahr, die Wärmepumpe würde im Vergleich dazu Stromkosten in Höhe von lediglich 65.000 Euro verursachen. In der Praxis kommt dieser Strom zudem größtenteils hausgemacht vom eigenen Dach.