Schnepf heizt und kühlt mit Eisspeicher-Wärmepumpe

In Nagold, eine Kreisstadt etwa 50 Kilometer südwestlich von Stuttgart, wurde im Oktober 2013 das neue Bürogebäude der SCHNEPF Planungsgruppe Energietechnik im Süden des Industrieparks Wolfsberg an der Werner-von-Siemens-Straße fertiggestellt. Für ihre neue Unternehmenszentrale in Nagold entwickelte die Schnepf Planungsgruppe Energietechnik ein komplexes Heiz- und Kühlkonzept mit einem unterirdischen Solar-Eis-Speichersystem und einer Wärmepumpe.

Als ein auf technische Gebäudeausrüstung spezialisiertes Unternehmen übernahm die SCHNEPF Planungsgruppe Energietechnik die Planung und Umsetzung des Energiekonzepts selbst. Im Zentrum des Konzepts steht ein Eisspeichersystem zur Wärme- und Kälteversorgung über eine thermische Betonkernaktivierung. Es besteht aus einem Eisspeicher, einem Solar-/Luft-Absorber, einer Wärmepumpe und Verbrauchergruppen auf niedrigem Temperaturniveau.

Der Eisspeicher, der unter dem Parkplatz unter dem Bürogebäude installiert wurde, besitzt einen Durchmesser von 9,50 Metern und eine Tiefe von 5,50 Metern. 5.700 Meter Rohrleitung wurden im Eisspeicher verlegt. Das Fassungsvermögen beträgt 300 Kubikmeter Wasser, das entspricht 250 Tonnen Eis.

Als Wärmequelle wurden 42 Viessmann Solar-/Luft-Absorber auf dem Flachdach der Firmenzentrale installiert. Die Sole/Wasser-Wärmepumpe Vitocal 300-G von Viessmann erzeugt aus der Wärme des Eisspeichers und Energie aus dem Erdreich und Wasser ganzjährig die nötige Wärme und auch Kälte für das Bürogebäude. Die Heizleistung der neuen Firmenzentrale liegt bei 73 kW, die Kühlleistung bei 100,8 kW.

In der Heizperiode wird dem im Eisspeicher befindlichen Wasser Wärme entzogen und über die Wärmepumpe ans Gebäude abgegeben. Weiterer Wärmeentzug führt zu Eisbildung um die Rohrleitungen. Dieses Eis breitet sich während der Heizperiode von innen nach außen im Eisspeicher aus. Am Ende der Heizperiode beinhaltet der Eisspeicher nahezu 100% Eis.

In der anschließenden warmen Jahreszeit wird das „gespeicherte“ Eis zum Kühlen des Gebäudes genutzt. Die zugeführte Gebäudewärme lässt das Eis von außen nach innen schmelzen. Die natürliche Kühlung wird so lange genutzt, bis das Eis vollständig abgetaut und die Wassertemperatur im Behälter auf ca. 10 °C gestiegen ist.

So werden ca. 70 % der im Sommer notwendigen Kühlenergie über das „angesparte“ Eis auf natürliche Art abgedeckt. Steigt die Wassertemperatur im Behälter weiter an, kann die Wärmepumpe auch als Kälteerzeuger genutzt werden. Die Abwärme der Wärmepumpe wird jetzt wiederum in den Eisspeicher „eingelagert“. Ein neuer Kreislauf kann beginnen. Für dieses Energiekonzept wurde SCHNEPF mit dem 1. Preis des deutschen TGA-Awards ausgezeichnet.

Zusätzlich zur Absorberanlage ist auf dem Flachdach eine 320 Quadratmeter große Photovoltaikanlage zur Stromerzeugung installiert. Diese besteht aus 196 Photovoltaik-Modulen des Typs Vitovolt 200 von Viessmann mit einer Leistung von 50 kWp. Der Jahresertrag der Anlage liegt bei 51.000 kWh. Mit dem erzeugten Solarstrom wird die Haustechnik und unter anderem auch die Wärmepumpe des Eisspeichersystems betrieben.