Weilburger Schulamt und Tagungsstätte

Besser mit Brennwert und BHKW

Weilburger Schulamt und Tagungsstätte senkt mit neuer Heiztechnik Energieverbrauch und CO2-Emissionen


Das Staatliche Schulamt für den Lahn-Dill-Kreis und den Landkreis Limburg-Weilburg ist gemeinsam mit einer Tagungsstätte der Hessischen Lehrkräfteakademie im Behördenhaus Weilburg untergebracht. Weil die Heiztechnik in dem 1985 erbauten Gebäude nicht mehr den heutigen Anforderungen an eine effiziente und energiesparende Wärmebereitstellung entsprach, entschloss sich der Landesbetrieb Bau und Immobilien Hessen (LBIH), diese modernisieren zu lassen.

Wärme für 9.600 Quadratmeter

Nicht weit vom imposanten Schloss aus dem 14. Jahrhundert auf einem fast komplett von der Lahn umflossenen Bergkegel entfernt liegt das mehrstöckige Behördenhaus. Eine zentrale Heizungsanlage versorgt die Räume mit insgesamt rund 9.600 Quadratmeter Nutzfläche mit Wärme für Heizung und Warmwasser: das komplette Schulamt sowie die Tagungsstätte mit ihren Seminar- und Arbeitsräumen für 20 bis 120 Personen auf zwei Etagen, 73 Einzel- und sechs Doppelzimmern sowie zwei behindertengerecht eingerichteten Zimmern. Hinzu kommen Küche und Bistro. „Ausgangspunkt und Basis für die Modernisierung war eine detaillierte Wirtschaftlichkeitsbetrachtung. Die Analyse des bestehenden Heizsystems hat schließlich gezeigt, dass es am sinnvollsten ist, die Heiztechnik komplett zu erneuern“, sagt Diplom-Ingenieur (FH) Andreas Semmler vom LBIH. Auf der Prüfliste standen das Kosten-Nutzen-Verhältnis und die Energieeffizienz der vorhandenen Technik, bestehend aus einem Blockheizkraftwerk mit 100 kW thermischer Leistung, zwei Niedertemperaturkesseln mit einer Leistung von je 465 kW und drei Warmwasserbereitern (je 1500 Liter). Der Energieverbrauch belief sich auf rund 1 107 MWh pro Jahr.

Sanieren mit System

Nachdem der Entschluss stand, die Heizungsanlage vollständig zu sanieren, konzipierte Diplom-Ingenieur (FH) Eckhard Schmerberg vom Planungsbüro Haus<>Technik Becker das neue System auf Grundlage seiner Wirtschaftlichkeit- und Heizlastberechnungen. Der Heizungsfachbetrieb Otto Jung GmbH aus dem nahe gelegenen Weilmünster gab nach öffentlicher Ausschreibung das wirtschaftlichste Angebot ab und wurde mit der Ausführung beauftragt.

„Die Wahl fiel schließlich auf ein modernes System mit Blockheizkraftwerk für die Erzeugung von Wärme- und Strom in Kombination mit Brennwerttechnik. Buderus hatte als Systemspezialist dafür die richtige Technik parat“, sagt Eckhard Schmerberg. So entschied sich die Firma Jung für das erdgasbetriebene Buderus BHKW-Komplettmodul Loganova EN50 mit einer elektrischen Leistung von 50 kW, einer thermischen Leistung von 78 kW und einer Gesamteffizienz von 87,8 Prozent. Per Kraft-Wärme-Kopplung setzt das BHKW die bei der Stromerzeugung entstehende Abwärme zum Heizen und zur Trinkwassererwärmung ein. Das Erdgas wird so doppelt genutzt, was zur hohen Effizienz des Moduls beiträgt. Drei-Wege-Katalysatortechnik und Lambdaregelung senken die Schadstoffemissionen. „Das BHKW eignet sich sehr gut für lange Laufzeiten. Solange es in Betrieb ist, wird weniger Strom vom Energieversorger bezogen“, sagt Andreas Semmler. „Im Behördenhaus sind die Voraussetzungen dafür ideal, weil Tagungsstätte, Hotelbetrieb und zugehörige Küche fast rund um die Uhr Wärme und Warmwasser brauchen.“

Geballte Leistung auf kleinem Raum

Während das Blockheizkraftwerk die Grundlast übernimmt, kommt unterstützend moderne Buderus Brennwerttechnik zur Heiz- und Trinkwassererwärmung zum Einsatz: zwei Gas-Brennwertkessel Logano plus GB312-240 in Kaskadenschaltung mit einer nominellen Heizleistung von je 240 kW. Der leistungsfähige Aluminium-Guss-Wärmetauscher und der gedämmte Kesselblock der Gas-Brennwertkessel ermöglichen eine hohe Energieausbeute. Die Wärmeerzeuger sind zudem mit einem modulierenden Gas-Vormischbrenner und einer intelligenten Feuerungsautomatik ausgestattet, was einen hohen Teillastwirkungsgrad von bis zu 97 Prozent ermöglicht.

Ein Vorteil der neuen Technik liegt auch im komfortablen Service für den Heizungsfachbetrieb. So lassen sich die Gas-Brennwertkessel dank großzügig dimensionierter Reinigungsöffnungen für den Kesselblock und die Kondensatwanne schnell warten. Der Brenner ist bei Bedarf zügig demontierbar. Auch beim BHKW hat der Heizungsfachmann nach Öffnen der großen Seitenklappe direkten Zugriff auf alle wichtigen technischen Teile.

Gas-Brennwertkessel Logano plus GB312-240

 

Hydraulik im Baukastenprinzip

Um nicht benötigte Wärme zwischenspeichern zu können, hat der Heizungsfachbetrieb Jung einen BHKW- und Systempufferspeicher mit insgesamt 4 000 Liter Fassungsvermögen installiert. Dieser stellt Wärme im oberen Drittel ausschließlich zur Trinkwassererwärmung und in den unteren Dritteln für die Heizungsunterstützung bereit. Dadurch müssen die Heizkessel nicht bei jedem geringen Wärmebedarf in Betrieb gehen und ein Takten des BHKWs wird verhindert. Um alle Wärmeerzeuger und -verbraucher hydraulisch optimal einzubinden, wurde der Buderus Systembaukasten MEC HSM (Master Energy Control Hydraulik System Module) installiert, ein montagefreundliches Energie- und Speichermanagement für mittlere und größere Heizungsanlagen mit einer Leistung von 50  bis 4 500 kW. Dabei war das Baukastenprinzip von Vorteil, denn im MEC HSM lassen sich bereits vorgefertigte Hydraulikmodule, beispielsweise für Heizkreise oder für die Pufferspeichereinbindung, beliebig kombinieren – und bei Bedarf auch nachträglich erweitern.

Buderus Systembaukastens Master Energy Control Hydraulik

„In den nach EnEV gedämmten Modulen sind alle Fühler, Pumpen und Ventile vormontiert und im Klemmkasten vorverdrahtet. Die Modul-Klemmkästen mussten deshalb nur als Ganzes jeweils elektrisch an den Schaltschrank beziehungsweise das Regelgerät angeschlossen werden“, erklärt Thorsten Thierbach, Technischer Berater im Außendienst bei Buderus. Etwa das MEC HSM WWM 180, ein Warmwassermodul zur Trinkwassererwärmung im Durchflussprinzip, das im Heizsystem des Weilburger Behördenhauses nun für hohen Warmwasserkomfort sorgt. In einem Rahmengestell enthält das Modul alle erforderlichen Komponenten für eine effiziente Trinkwassererwärmung. Die Nenn-Schüttleistung mit 60° C gemäß DVGW (Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches) wird bereits ab einer Pufferspeichertemperatur von nur 65° C abgeben. Zur Leistungssteigerung lässt sich die primäre Temperatur auf bis zu 70° C anheben. Aufgrund der vom BHKW erzeugten hohen Temperaturen im Kopf des Pufferspeichers wurde die optional erhältliche und werkseitig verbaute Vorregelkreisbaugruppe als Verkalkungsschutz berücksichtigt. Für die thermische Desinfektion des Trinkwassernetzes ist über Kontakte der Sollwert auf 70° C hochsetzbar. Die erforderlichen Probeentnahmeventile für die regelmäßige Überwachung sind bereits in den Modulen verbaut. Die vom neuen System erzeugte Wärme wird über Heizflächen mit einer Auslegungstemperatur von 70/55 Grad C (Vorlauf/Rücklauf) verteilt. Ein Wärmemanagement vervollständigt die effiziente Systemtechnik – es steuert alle Funktionen zentral und lässt die Komponenten optimal zusammenspielen.

 

Fazit

Weil alle Buderus Systemkomponenten aufeinander abgestimmt sind, war das neue System bereits in wenigen Wochen installiert.

Der Bauzeitenplan als auch der veranschlagte Kostenrahmen wurden eingehalten. Im Zuge des hydraulischen Abgleichs ließ das Planungsbüro Heizkörperventile mit Volumenstromreglern einsetzen. Durch die höhere zulässige Druckdifferenz an den Ventilen waren Druckdifferenzregler in der Anlage überflüssig. Der hydraulische Abgleich war so in kurzer Zeit erledigt. Seit Inbetriebnahme läuft das BHKW unterbrechungsfrei, was für eine hohe Effizienz sorgt. In Summe profitiert die Tagungsstätte Weilburg durch die Heizungsmodernisierung von einer zuverlässigen Wärmeversorgung bei deutlich geringerem Brennstoffverbrauch. Dank eines hydraulischen Abgleichs, des Brennwertnutzens der Kessel, der Kraft-Wärme-Kopplung des BHKWs und der idealen hydraulischen Verschaltung durch den Systembaukasten MEC HSM sparen die Betreiber rund 15 Prozent Brennstoff und damit Energiekosten. Der bisherige Energieverbrauch von 1 107 MWh pro Jahr ließ sich auf 940 MWh senken. Dementsprechend reduzierten sich die CO2-Emissionen um jährlich 40 Tonnen.

 

 

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