Eisspeicher-Wärmepumpe heizt und kühlt Umweltstation in Würzburg

Die Würzburger Stadtreinigung hat im Februar 2019 ihr neues Gebäude im Landesgartenschaupark im Nigglweg bezogen. Neben originären Themen wird dort als Zentrum für Abfall-, Energie- und Umweltberatung sowie Bildung für nachhaltige Entwicklung die Bedeutung der Müllabfuhr hinsichtlich des Umwelt- und Klimaschutzes vermittelt. Dazu ist das imposante Gebäude selbst ein herausragendes Beispiel modernen, energieeffizienten Bauens: Hierzu trägt u.a. eine Wärmepumpen-Heizung und -Kühlung mittels eines Eisspeichers bei.

Der Eisspeicher des zweigeschossigen, ovalen Neubaus mit einer Bruttogrundfläche von 779 m² befindet sich unter dem Parkplatz. Er hat eine Größe von 7 m Durchmesser und 3 m Tiefe, fasst rund 110 m³ Wasser, ist aus Beton und nicht isoliert. Im Inneren der Zisterne befinden sich große Spiralen aus Kunststoffleitungen, ähnlich wie bei einem Tauchsieder. In diesen zirkuliert die Sole, die die Wärme bzw. Kühle zur Wärmepumpe transportiert.

Während des Heizbetriebs der Wärmepumpe wird dem Eisspeicher Wärme entzogen, die Wassertemperatur sinkt und das Zisternenwasser fängt an zu vereisen. Ein Regenerationswärmetauscher führt der Zisterne Wärme aus den Solar-Luftabsorbern zu, die sich auf dem Dach der Umweltstation befinden. Mit Hilfe der Solar-Luftabsorber sowie der Erdwärme des den nicht isolierten Eisspeicher umgebenden Erdreichs taut das Eis dann langsam wieder auf. Im Sommer wird der Eisspeicher zudem mit der Raumwärme der Umweltstation beladen, indem diese mittels Fußbodenheizung gekühlt wird.

Das Besondere an einem Eisspeicher ist die Nutzung der sogenannten Kristallisationsenergie. Der Eisspeicher liefert besonders viel Energie, wenn das Wasser zu Eis gefriert. Denn beim Gefrieren von einem Liter Wasser wird dieselbe Energiemenge freigesetzt, die benötigt wird, um diesen von 0 auf 80 Grad Celsius zu erwärmen. Allein das Gefrieren des gesamten Wassers im Eisspeicher der Umweltstation mit einem Volumen von 110m³ setzt die gleiche Energiemenge frei wie die Verbrennung von mehr als 1.200l Heizöl.

Neben der Wärmepumpentechnik sind besonders die erstmalige Verwendung von Recyclingbeton im Hochbau in Bayern sowie der Einbau einer mit Photovoltaikanlage hervorzuheben.

Der Neubau des 2019 eröffneten architektonisch und energetisch zukunftsweisenden Gebäudes wurde von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt, vom Bayerischen Staatsministerium für Umwelt und Verbraucherschutz sowie vom Zweckverband Abfallwirtschaft im Raum Würzburg gefördert und wissenschaftlich von der Brandenburgischen Technischen Universität Cottbus – Senftenberg und dem Bayerischen Zentrum für angewandte Energieforschung begleitet.