Heizzentrale für Hessisches Ministerium

Gute Vorbereitung wichtig

Für die Liegenschaft wurden ein Energiebericht und eine Wirtschaftlichkeitsberechnung erstellt, die als Grundlage für die weiteren Planungsschritte dienten. Darin wurde auch festgehalten, dass die obere Geschossdecke gedämmt werden sollte, um die Wärmeverluste zu reduzieren. In Bezug auf die Heizung ermittelte man, dass die bestehende Anlage deutlich überdimensioniert war und damit hohe Leerlaufverluste produzierte. Der tatsächliche Norm-Wärmebedarf nach DIN EN 12381 wird mit 994 kW angegeben (nach Ausführung der Dämmmaßnahme). Er wurde über den durchschnittlichen realen Heizenergieverbrauch von zehn Jahren ermittelt. Zunächst war man von einer Zweikesselanlage als Neuerung ausgegangen. Dieses Konzept wurde nach einer weiteren Wirtschaftlichkeitsbetrachtung um ein BHKW ergänzt.

Mit der Lösung sind zahlreiche Vorteile verbunden, wie etwa die hohe Wirtschaftlichkeit durch eine sehr effiziente Nutzung der eingesetzten Primärenergie und eine rasche Amortisation. Des Weiteren schlägt positiv zu Buche, dass Strom und Wärme mit geringen Verlusten direkt beim Verbraucher erzeugt und die Stromnetze durch die dezentrale Struktur entlastet werden. Die elektrische Grundlast der zu versorgenden Bereiche wurde mit 32 kW beziffert. Daraus resultiert eine gute Vollnutzungsdauer. Schließlich sind auch die Verringerung der CO₂-Emissionen (ca. 213 t/a) und das Einsparen fossiler Brennstoffe als Pluspunkte zu verzeichnen. Sämtliche Daten hatte der Planer Markus Schmidl von TGA Engineering in Bad Vilbel bei der Ausarbeitung zu bedenken. Als Ergebnis präsentiert sich die Anlage als Kombination aus BHKW und zwei Gasbrennwertkesseln.

Installation der Gasbrennwertkessel

Eine Säule der Heizzentrale bilden die beiden Remeha-Gasbrennwertkessel aus der Serie „Gas 310 ECO PRO“ mit je 500 kW Nennwärmeleistung. Sie arbeiten modulierend von 20 bis 100 %. Die große Energieausnutzung wird durch den Aluminium-Silizium-Wärmetauscher, den zylindrischen Vormischbrenner aus Edelstahl mit Metall-Vliesoberfläche und die automatische Zündung ermöglicht. Außerdem sind die Ionisations-Flammenüberwachung und der Gasmultiblock mit Gasdruckregler zu nennen. Aufgrund dieser modernen Verbrennungstechnik weist ein solcher Wärmeerzeuger sehr niedrige Emissionswerte auf. Die Kaskade ersetzte die Bestandsanlage aus dem Jahr 1973 bzw. 1986 (Erneuerung der Gasgebläsebrenner), mit zwei Gaskesseln mit insgesamt 2552 kW.

Für die Installation zeichnete die Braun TGS GmbH aus Groß-Zimmern verantwortlich. Sie begann im August 2013 mit der Demontage der Altkessel und hatte dafür Sorge zu tragen, dass bis zum Beginn der Heizperiode ein funktionierendes System zur Verfügung stand. Da der Heizungskeller im Zuge der Maß­nah­me komplett entkernt und bis zur Hauptanschlussleitung alle Komponenten erneuert werden mussten, war ein zügiges Arbeiten notwendig. Von Vorteil war dabei, dass die Remeha-Kessel anschlussfertig montiert geliefert werden. Die Einbringung konnte trotz der beengten Situation gut bewältigt werden, denn die Wärmeerzeuger sind mit integrierten Transportrollen ausgestattet. Die Kessel wurden ohne Verkleidung über Rampen ins Untergeschoss gebracht und dann an ihre Endposition gerollt. Mit der Inbetriebnahme Ende September 2013 erfüllte das ausführende Unternehmen das gesetzte Ziel.

Ergänzende Komponenten

Für die neuen Wärmeerzeuger waren die vorhandenen Abgasanlagen anzupassen. Bei der Installation im Jahr 1973 hatte man die Kaminschächte mit Wellrohren bestückt und kurzerhand die Zwischenräume mit Beton ausgegossen – eine solche Quer­schnitts­anpassung hielte den heutigen Vorgaben in keiner Weise stand. Da der Durchmesser groß genug war, konnte in den Bestand ein einwandiges Edelstahlrohr eingezogen werden. Diese „Rohr-im-Rohr-Lösung“ erfüllte die Ansprüche an Sicherheit und Brandschutz. Die Verbrennungsluftzufuhr erfolgt über eine Öffnung in der Außenwand.

Zwischen Kaskade und BHKW platzierte der Planer eine hydrau­lische Weiche, um dem Vorrang der Kraft-Wärme-Kopplung gerecht zu werden. Die Gasbrennwertkessel schalten sich nur ein, wenn die Wärmeabforderung höher ist. Zur bestmöglichen Nutzung des BHKW wurden zwei Pufferspeicher mit jeweils 2000 l Inhalt installiert. Eine Filter- und Entsalzungsanlage wurde auf Anraten der TGS Braun GmbH in das Konzept aufgenommen. Eine solche Komponente dient der Betriebssicherheit, vor allem dann, wenn die gesamte Wärmeverteilung im Gebäude mittels Radiatoren unverändert bleibt. Dementsprechend wurde auch die Erstbefüllung mit entsalztem Wasser vorgenommen.

Einbau des BHKW

Das erdgasbetriebene BHKW (Typ Remeha „ELW 50-100“) bildet mit seinen 25 bis 50 kW elektrischer und 50 bis 100 kW thermischer Leistung die zweite Säule der Heizungsanlage. Damit wird die Grundlast abgedeckt, der erzeugte Strom kann größtenteils im Gebäude genutzt werden. Da für die angeschlossene Kantine ständig Warmwasser bereitgestellt werden muss, arbeitet das BHKW auch in den Sommermonaten mit einer gewissen Kontinuität.

Neben der hohen Effizienz war im vorliegenden Fall von Bedeutung, dass das BHKW schon zerlegt angeliefert werden konnte. Die Installateure der Kruse Montagen GmbH nutzten einen transportablen und flexibel einstellbaren Werkstattkran, um die Komponenten durch die Tür von ca. 86 cm Breite in das Untergeschoss zu schaffen. Dazu musste die Tür samt Zarge entfernt werden, um die einzelnen Teile zentimetergenau durch dieses Nadelöhr zu bewegen. Auf dem Kellerabsatz wurde anschließend ein Seilzug eingesetzt, um die Bauteile auf dem Boden des eigentlichen Aufstellraums abzusetzen. Dort konnten die Fachleute Transportrollen unterlegen, um das Grundmodul des Geräts an die Endposition zu schaffen und die Hauptkomponenten anschließend zusammenzusetzen. Die Geräuschentwicklung des BHKW bezogen auf angrenzende Räume spielte bei der Installation keine Rolle: Im Vergleich zu den alten Kesseln arbeitet es deutlich leiser, zumal serienmäßig ein auf das Gerät abgestimmter Schalldämpfer in die Abgasstrecke eingebaut wurde.

Steuerung und Wartung

Das BHKW arbeitet wärmegeführt – es läuft immer dann, wenn im Gebäude Wärme angefordert wird. Es ist über ein Modem mit einer Überwachungsstelle verbunden. Bei einer Wartungsanforderung oder Störung ist ein schnelles Eingreifen möglich. Generell werden lange Wartungsintervalle von bis zu 2500 h für diesen Maschinentyp erwartet. Die Brennwertkessel schalten sich bei Bedarf zu, wobei die Geräte gleichmäßig angesprochen werden. Am Monitor am Schaltschrank können bei Bedarf die aktuellen Werte der Anlage aufgerufen werden. Die Wartung der Gaskessel erfolgt getrennt vom BHKW. Dazu ist ein Wartungsvertrag mit der Braun TGS GmbH geschlossen worden.

Fazit

Die Verbrauchsdaten der Gesamtanlage werden kontinuier­lich erfasst. Die Remeha-Produkte laufen bislang ohne Probleme, lediglich die Heizkur­ven wurden nach den ersten Monaten aufgrund der Mitarbeiter-Rückmeldungen etwas verändert.

Damit kann die neue Heizungszentrale im Ministerialgebäude als gutes Beispiel für eine nachhaltige und kostenbewusste Anlage dienen.