KWKK für einen weitläufigen Schulkomplex
Kommunales Vorzeigeprojekt in Ditzingen 04.07.2014
Eine bezahlbare und umweltfreundliche Bereitstellung von Strom, Wärme und Kälte ist für Städte und Gemeinden nicht erst im Rahmen der „Energiewende“ ein wichtiges Thema geworden. Kalkulierbare laufende Kosten spielen in Zeiten steigender Energiepreise und knapper Budgets schon länger eine wichtige Rolle bei Entscheidungen.
Die Stadt Ditzingen in Baden-Württemberg hat in ihrem zentralen Schulkomplex in der Glemsaue einen solche Entscheidung umgesetzt und eine Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung (KWKK) realisiert. Das weitläufige Areal vereint Gymnasium, Real- und Musikschule sowie eine Sporthalle an einem zentralen Platz innerhalb der Stadtgrenzen. Geheizt und gekühlt werden die knapp 5000 m² über die KWKK-Anlage, die ein BHKW von Comuna-metall mit drei Adsorptionskältemaschinen der Firma InvenSor verbindet. Die Anlage, die seit 2011 zuverlässig ihre Aufgabe erfüllt, wurde vom Ingenieurbüro Dr. Georg Berndt für die Stadt Ditzingen geplant.
Als im Juni 2010 ein Jahrhunderthochwasser in Ditzingen Teilbereiche der Stadt unter Wasser setzte, war auch die Haustechnik im Keller des Schulzentrums stark betroffen. Der komplette Heizraum stand unter Wasser, so dass die gesamte Anlage ausgetauscht werden musste. Die Stadt als Bauherr der neuen Anlage entschied sich für eine KWKK-Anlage, geplant vom Ingenieurbüro Dr. Berndt, mit dem seit 2008 bereits einige kommunale KWK-Systeme in Ditzingen und Umgebung erfolgreich umgesetzt worden waren. Für Dipl.-Ing. Verena Berndt (Beratung und Planung) stellte die Anwendung der thermisch angetriebenen Kälteerzeugung eine persönliche Premiere da: „Es war unsere erste Verbindung von BHKW und Adsorptionskältemaschinen, und ich bin nach wie vor absolut überzeugt von dem Konzept. Das System funktioniert nun seit über zwei Jahren perfekt und die Berechnungen zur Wirtschaftlichkeit sind voll aufgegangen. Wir kommen beispielsweise bei den jährlichen Betriebsstunden des BHKW auf sehr gute 7400 h. Die AdKM von InvenSor verlängern dabei die Laufzeit des BHKW in den Sommermonaten und damit auch die Effizienz insgesamt ungemein“.
Besonderheiten dieses Systems
Das erdgasbetriebene BHKW erzeugt den Strom für das Schulgelände, nur der Überschuss wird ggf. ins Netz des Energieversorgers eingespeist. Die entstehende Abwärme des BHKW wird im Winter zur Erwärmung der Unterrichts- und Verwaltungsräume aller Einheiten des Komplexes genutzt. Dies geschieht über normale Heizkörper in den einzelnen Gebäuden, die beheizte Gesamtfläche beträgt in allen Bauten insgesamt rund 5000 m². Aufgrund der Größe der Fläche plante man deswegen ein BHKW mit einer Leistung von 50 kWel und 100 kWth ein. Spitzenlasten werden über einen Holzpelletkessel mit 300 kW, einen Gaskessel (1120 kW Leistung) und vier 3000 l fassende Wärmepufferspeicher abgedeckt.
Dieses bewährte KWK-System wurde im Schulzentrum um die Klimatisierung erweitert und so zum KWKK-System. Im Sommer wird die anfallende Abwärme des BHKW genutzt, um die drei AdKM mit zusammen 27 kW Leistung anzutreiben. Diese iKältemaschinen erzeugen kaltes Wasser und nutzen dafür als Antriebsenergie Wärme statt Strom. Damit sinken die CO2-Emissionen, und mit Wasser als Kältemittel werden zusätzlich drei ganz wesentliche Vorteile erzielt: Problematische Kältemittel werden komplett vermieden, Verluste aufgrund von Leckagen sind kein Thema mehr, und der Wartungsaufwand geht gegen Null. Die jährliche CO2-Einsparung liegt für die Gesamteinrichtung bei ca. 930 t gegenüber der vorher genutzten herkömmlichen Heizungs- und Klimatisierungsanlage.
800 h Betriebszeit
Gekühlt werden in Ditzingen die Computer- und Medienräume sowie die Verwaltungsbüros über eine Lüftungsanlage mit Kreuzstromwärmeübertrager. Dabei werden rund 100000 m3/h über insgesamt fünf Lüftungsanlagen bewegt und 23.000 m3/h des Luftumsatzes gekühlt. Die Kühlung wurde erstmals im Sommer 2012 in der Glemsaue verwendet, wobei die ADKM inzwischen auf Betriebszeiten von über 800 h pro Jahr kommen. Dank der sachgemäßen Planung und Installation läuft die KWKK-Anlage seit der Installation reibungslos. Nach der Fertigstellung übernahmen die Stadtwerke Ditzingen den Betrieb der Anlage.
