22.11.2019
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07.10.2019

Energiewende

„Geerdetes“ Klima-Konzept für neues Bürogebäude

Im neuen „Customer & Technology Center“ von Weidmüller in Detmold sorgt eine der größten Geothermieanlagen Ostwestfalen-Lippes für behagliche Wärme im Winter und erfrischende Kühle im Sommer. Der Elektrotechnikspezialist hat damit bereits im ersten Betriebsjahr des Systems die Energiekosten wie auch die CO2-Emissionen deutlich reduziert.

Customer & Technology Centre Weidmüller

Besuchern des im Januar 2019 eröffneten „Customer & Technology Center“ (CTC) von Weidmüller in Detmold bietet sich ein harmonisches Bild. Baumbestandene Grünflächen und einige Parkplätze vor dem modernen, vierstöckigen Gebäude, das 470 Beschäftigten Platz auf 12.000 Quadratmetern Bürofläche bietet, vermitteln den Eindruck, als habe es dort nie anders ausgesehen.

Dabei glich die Fläche noch wenige Monate zuvor einem Ölfeld. Massives Bohrgerät war aufgebaut worden. Große Löcher wurden in jeweils sechs Meter Abstand in das lippische Erdreich getrieben – insgesamt 210 Bohrungen. Verlegt wurde außerdem ein dichtes Leitungsnetz. Es wird dort allerdings nicht das „schwarze Gold“ gefördert, sondern Erdwärme. Um diese zu nutzen, wurde in jedem der maximal 50 Meter tiefen Löcher eine Sonde installiert, mit der das Wasser für das Klimatisierungssystem des CTC Wärme aus den tiefen Erdschichten „tanken“ kann.

Das CTC soll ein „Leuchtturm“ für die Marke und das Unternehmen Weidmüller sein. So hatte es Finanzvorstand Jörg Timmermann beim ersten Spatenstich 2017 genannt. Besonders stark leuchtet natürlich das neue Gebäude für die Stabs- und Entwicklungsabteilungen, die Geschäftsleitung, das Controlling und das Marketing. Glanz verströmt aber auch die nun unter der Freifläche verborgene ressourcenschonende und hocheffiziente Geothermieanlage.

Die Planung für das ambitionierte Vorhaben startete schon 2013. Projektleiter Heinz Braunst und Facility-Management-Leiterin Helene Derksen-Riesen stellten sich damals auch der Herausforderung, das Gebäude möglichst effizient und ressourcenschonend zu heizen und klimatisieren. Die benötigte Wärmeleistung bezifferten Fachberater dafür auf ca. 620 Kilowatt.

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Erdwärme nach menschlichem Ermessen unerschöpflich

Wie kann hierfür eine Lösung aussehen? Schnell rückte eine oberflächennahe Geothermieanlage in den Blick. Denn Erdwärme als Energiequelle muss nicht eigens erzeugt werden und steht überall zur Verfügung. Der Bundesverband Geothermie sagt sogar: „Die im Erdinneren gespeicherte Wärme ist nach menschlichem Ermessen unerschöpflich.“ 

Zusätzliche Energie wird lediglich für den Betrieb von Wärmepumpen zugeführt. Konkret bedeutet das, dass die Temperatur des ungestörten Sondenfeldes circa zwölf Grad Celsius beträgt. Die Wärmepumpen machen daraus 45 Grad Celsius Vorlauftemperatur. Den dafür notwendigen Energiebedarf beziffert der Branchenverband auf etwa 25 Prozent der Gesamtheizleistung. Zum Vergleich: In herkömmlichen Heizungsanlagen beträgt laut dem Heizungshersteller Viessmann die Vorlauftemperatur 50 bis 60 Grad. Es muss also wesentlich mehr Energie zum Aufheizen des Umlaufwassers zugeführt werden.

Die unteren Erdschichten werden durch die „Entnahme“ von Wärme übrigens nicht dauerhaft abgekühlt. Denn über das Jahr gesehen ist die Temperaturbilanz ausgeglichen, weil erwärmtes Kühlwasser über die Wärmesonden zurück in die Erde geleitet wird. Heinz Braunst sagt: „Wir bringen im Sommer Wärme hinein und ziehen sie im Winter wieder heraus.“

Erdwärme überzeugte Weidmüller noch aus einem anderen Grund: Geothermieanlagen sind äußerst wirtschaftlich. „Die können Sie 50 Jahre und länger betreiben!“, sagt der Projektleiter. Die durchaus beachtliche Investitionssumme amortisiere sich schon nach etwa zehn Jahren.

Geothermieanlage Weidmüller

210 Sonden holen die Wärme aus dem lippischen Boden

Insgesamt 210 Sonden hat das Elektrotechnikunternehmen im Boden installiert. Ursprünglich sollten es nur 120 werden, erinnert sich Heinz Braunst. Diese sollten dafür aber 100 Meter unter der Erdoberfläche positioniert werden, wo es etwa drei Grad wärmer ist als in 50 Metern Tiefe.

Der Plan war aber nicht durchführbar. Bei vorbereitenden geologischen Untersuchungen wurden Anhydrit-Schichten gefunden. Anhydrit wird bei Kontakt mit Wasser zu Gips umgesetzt, wobei es zu einer Volumenvergrößerung kommt. Das Absenken der Wärmesonden in diese Schichten hätte das Risiko sogenannter Hebungsrisse auf der Erdoberfläche erhöht. Um trotzdem die geforderte Wärmeleistung zu erreichen, wurde deshalb zwar weniger tief gebohrt, dafür aber die Zahl der Sonden erhöht.

Verschiedene Klimazonen im selben Gebäude

Von all dem Installationsaufwand für die klimafreundliche Wärmeregelungsanlage merken die Weidmüller-Mitarbeiter nichts – außer, dass sie von einem besonders angenehmen Raumklima profitieren, wie Heinz Braunst meint. Dafür verantwortlich ist die Technik in den Decken, durch die das Wasser aus der Geothermieanlage in Rohren geführt wird. „Die Decke kann heizen und kühlen“, erläutert der Weidmüller-Fachmann. Die flächige Wärmeabstrahlung werde auch von Menschen gut vertragen, die auf Klimaanlagen empfindlich reagieren.

Die Wärmeenergiegewinnung ist das eine, die Temperaturregelung im Gebäude das andere. Die Fenster lassen sich nur im Notfall öffnen. Gefragt ist also eine intelligente Klimasteuerung. Denn es muss sichergestellt werden, dass die Mitarbeiter auf der Sonnenseite des Gebäudes nicht in Schweiß ausbrechen, während die Kollegen am anderen Gebäudeende sich bereits in Decken hüllen. Deshalb wurde das gesamte Gebäude in verschiedene, separat regelbare Zonen eingeteilt. Die Besprechungsräume erhielten noch eine Zusatzausstattung. CO2-Sensoren wachen dort darüber, dass die Luft frisch bleibt. Ist die Luft während eines „Meetings“ zu verbraucht, wird verstärkt Frischluft nachgeführt.

Auf der einen Gebäudeseite wird gekühlt, auf der anderen geheizt

Durchaus häufiger komme es nun vor, dass einzelne Zonen beheizt würden, während anderswo im CTC die Temperatur heruntergeregelt werde, berichtet Heinz Braunst. Für die meisten Kühlaufgaben reiche die unveränderte Temperatur des Wassers aus der Geothermieanlage völlig aus. Nur etwa 30 Prozent der Kühlenergie müsse zusätzlich erzeugt werden.

Gering sei auch der Zusatzbedarf an Wärmeenergie für die Heizung. Dafür sorge natürlich auch die gute Gebäudeisolation, betont Heinz Braunst. „Durch die ganzen Maßnahmen brauchen wir weniger Heiz- als Kühlenergie“, bilanziert er. In der Gesamtschau waren die energetischen Maßnahmen bei der Planung des CTC so erfolgreich, dass die Vorgaben der Energieeinsparverordnung (ENEV) bei weitem übererfüllt wurden. Der Energiebedarf der Heizungsanlage liegt nämlich 45 Prozent niedriger als von der EEV gefordert.

Lohnt sich, was gut für die Umwelt ist, auch für Weidmüller? Schlussendlich freut sich jedes Unternehmen auch über geringere Betriebskosten für die eigenen Immobilien. Die Betriebskosten für die Geothermieanlage und die Wärmepumpen liegen deutlich unter dem Aufwand für eine herkömmliche Heizungsanlage für vergleichbar große Gebäude, meint Weidmüller.

Tiefe und oberflächennahe Geothermie

Grundsätzlich gibt es zwei Konzepte für Geothermie. Von tiefer Geothermie wird gesprochen, wenn die Anlagen in Tiefen von mehr als 400 Meter installiert werden. Wasser wird durch die Wärme von Thermalquellen oder heißen Gesteinsschichten erwärmt und in einen Heizkreislauf eingespeist. 33 Heizwerke, neun Kraftwerke und fünf gemischte Anlagen hat der Bundesverband Geothermie derzeit erfasst.

Häufiger werden Anlagen gebaut, die oberflächennahe Geothermie nutzen. Dann werden die Wärmesonden weniger als 400 Meter in die Erde abgesenkt. Das Wasser wird bei oberflächennahen Systemen nicht so stark erwärmt wie bei der tiefen Geothermie. Etwa 390.000 solcher Anlagen mit einer Leistung von circa 4.290 Megawatt Wärmeenergie gibt es in Deutschland. Die Wärmeenergie aller deutschen tiefen und oberflächennahen Geothermieanlagen reicht nach Informationen des Bundesverbands Geothermie aus, um den jährlichen Wärmebedarf von 650.000 Zwei-Personen-Haushalten zu decken.

Quelle: UmweltDialog
 

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