Kombinierte geo- und solarthermische Heizung und Kühlung mittels Wärmepumpe-Eisspeicher-System

Die MEFA Befestigungs- und Montagesysteme GmbH hat 2017 ein 13.000 m² großes Gebäude erbaut, welches zu 90 Prozent für die Fertigung von Befestigungstechnik und Logistik genutzt wird. Die übrigen 10 Prozent der Fläche werden als Büroraum genutzt. Das Gebäude hat einen Wärmebedarf von 1.200 MWh/a bei einer notwendigen Heizleistung von bis zu 600 kW. Zudem werden 65 kW Kühlleistung benötigt. Der Fertigungsbereich und die Logistik werden mit Betonkerntemperierung (BKT) und die Büroräume mittels Fußbodenheizung (FBH) beheizt.

Das Ziel der Maßnahme ist der Verzicht auf eine Beheizung des neu errichteten Gebäudes mit Erdgas und dessen Ersatz durch Wärme aus nachhaltigen regenerativen Quellen. Im Zuge dessen wird konventionelle Kühlleistung durch regenerativ gewonnene Kälte ersetzt. Im Zentrum steht die Beheizung mit drei Sole-Wasser-Wärmepumpen, zwei davon mit einer Heizleistung von 182 kW und eine mit einer Leistung von 235 kW. Die Gesamtheizleistung beträgt somit rund 600 kW. Die Wärmesenken der Wärmepumpen sind ein Wärmeverteilungsnetz für das Heizen mit BKT auf einem Temperaturniveau mit bis zu 30 °C und ein Wärmeverteilungsnetz für das Heizen mit FBH auf einem Temperaturniveau von 40 °C. Die Wärmequelle für die Wärmepumpen ist ein Kreislauf aus Sole (Wasser-Glykol-Gemisch), welches in einem von MEFA entwickelten MultiQ-System zirkuliert. Die Wärmequellen sind ein Eisspeicher, oberflächennahe Erdwärme und Solarkollektoren, die jeweils nach Bedarf zugeschaltet werden können. Die Wärme wird zunächst aus dem Eisspeicher bezogen, sodass dort die Temperatur durchgehend unterhalb von – 5 °C bleibt. Wird mehr Heizleistung benötigt, wird vorrangig die Wärme aus den Solarkollektoren und zuletzt Wärme aus den Erdkollektoren entnommen. Das Gesamtsystem erreicht eine Jahresarbeitszahl von 6,5 und ermöglicht den vollständigen Verzicht auf den Energieträger Erdgas. Die maximale Leistungszahl liegt bei über 7. Aufgrund der leichten Umsetzbarkeit ist das System auf eine Vielzahl von Anwendungsfällen übertragbar. Der jährliche Stromverbrauch der Wärmepumpen beträgt 185 MWh.