Neubau des TWK Karlsruhe

Energiespeicher mit Wärme-Kälte-Verbund

Fotos: Uponor

Äußerlich unterscheidet sich der TWK-Neubau kaum von den heute üblichen Gewerbebauten. Die Dichte der realisierten Innovationen kommt jedoch einem TGA-Labor gleich.

Fotos: Uponor

Foto: Uponor

Die vier markant vor dem TWK-Gebäude platzierten Luft-/Wasser-Wärmepumpen (links) und die drei Sole-/Wasser-Wärmepumpen (rechts) sind so ...

Foto: Uponor

... geschaltet, dass immer die mit den höheren Wärmequellentemperaturen in Betrieb gehen. Die Warmwasser-Wärmepumpe arbeitet autonom.

Foto: Uponor

Foto: TWK

Betonhülle des Latent-Energiespeichers: Bei der Dimensionierung des Speichervolumens wurded u.a. die volatile Energiezufuhr aus den Prüfständen berücksichtigt.

Foto: TWK

Foto: Uponor

Alle Wasserstationen, Stromverteiler und Prüfstände wurden von TWK-Mitarbeitern in eigener Regie entworfen und in Zusammenarbeit mit den Firmen der jeweiligen Fachgewerke gebaut.

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Der etwa 90 m³ fassenden Latentspeicher und die Körbe mit den Wärme-übertragerrohren aus Uponor-PX-Xa-Rohren; statt einer Grundwasserpumpe ist im offenen Kühlkreislauf eine Hocheffizienz-Umwälzpumpe eingebaut.

Foto: Uponor

Quelle: TWK

Das hydraulische Konzept des Wärme-Kälte-Verbunds ...

... ist keinesfalls trivial, da mit geringen Temperaturdifferenzen auf Niedrigst-Temperaturniveau gearbeitet wird. Wo immer sinnvoll werden Speicherverteiler eingesetzt, die auch als hydraulische Weiche fungieren.

Quelle: TWK

Foto: TWK

Uponor-„Magna“-Industrieflächenheizung auf dem Rohfußboden der Grundplatte. Zu sehen sind die Anschlüsse der TABS in den Deckenpaneelen.

Foto: TWK

Foto: Uponor

Blick in die Prüfhalle: im Hintergrund eine Klimakammer für die Langzeitprüfung von mobilen Klimaanlagen auf Straße und Schiene.

Foto: Uponor

Die Schulungsräume im OG sind für höhere Kühllasten ausgelegt. Zusätzlich zum TABS sind Konvektionskühler an der Decke montiert.

Foto: Uponor

RLT-Zentralgerät für die Belüftung der Schulungsräume und der Ausstellungshalle. Kühl- und Heizregister sind auf Niedrigtemperaturen ausgelegt.

Foto: Uponor

Hocheffizienzpumpe mit Wärmemen-genmesser und Motor-Kugelhahn mit Volumenstrom-Voreinstellung

Foto: Uponor

Links ein „Zortström“ für die Temperiersysteme, rechts ein maßgeschneiderter Verteilerspeicher für die Versorgung der Prüfstände mit Kühlwasser.

Foto: Uponor

Die Abwärme aus den acht Prüfständen wird dem Latent-Energiespeicher in seiner Funktion als Wärmesenke zugeführt. Der Speicher ist zudem Wärmequelle für die Beheizung des Gebäudes über die Wärmepumpen.

Foto: Uponor

Fotos: Uponor

Die außen aufgestellte luftgekühlte Kältemaschine (72 kW Nennkälteleistung) schaltet ein, wenn die Temperatur im Latent-Energiespeicher die für die Prüfstände notwendige maximale Kühltemperatur von 14 °C übersteigt. Zur Vermeidung von Spitzenstrom und aus Gründen der Energieeffizienz startet die Kältemaschine erst nach 18 Uhr.

Fotos: Uponor

Beim Neubau des Test- und Weiterbildungszentrums Wärmepumpen und Kältetechnik in Stutensee/Karlsruhe wurde eine besonders große Anzahl an Innovationen umgesetzt. Mittelpunkt ist ein Energiespeicher, der als saisonaler Latent-Energiespeicher Abwärme aus Prüfständen aufnimmt bzw. als Wärmequelle für Sole-/Wasser-Wärmepumpen unterschiedlicher Hersteller zur Temperierung des Gebäudes zur Verfügung steht. Eine prädiktive Raumtemperatursteuerung auf der Basis regionaler Wetterdaten zur Beschickung der thermisch aktiven Bauteilsysteme und Flächenheiz-/-kühlsysteme mit vorausberechneten Energiepaketen ist in Vorbereitung.

Die Architektur ist zurückhaltend, aber typisch für viele Gewerbebauten. Abgesehen von den markant vor dem Gebäude platzierten Außengeräten der vier Luft/Wasser-Wärmepumpen und der aus hydraulischen Gründen vor dem Gebäude installierten Verrohrung deutet äußerlich nichts auf das wegweisende TGA-Labor hin, das sich im Innern des Test- und Weiterbildungszentrums Wärmepumpen und Kältetechnik (TWK) am neuen Standort Stutensee-Blankenloch verbirgt (Bilder 1 bis 3).

Zu den Herausforderungen des Projekts so viel vorweg: Die dort verbaute Gebäudetechnik mit innovativer Energiespeichertechnologie,...

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