Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Der zunehmende Klimawandel und seine Auswirkungen auf Umwelt und Menschen werden immer deutlicher. Experten sind sich inzwischen einig, dass der Einsatz fossiler Energietr\u00e4ger ma\u00dfgeblich zur Ver\u00e4nderung des Klimas beitr\u00e4gt. Erneuerbare Energien werden bereits heute in einem Ausma\u00df genutzt, das noch vor wenigen Jahren undenkbar war. Das noch ersch\u00f6pfbare Potential und die bereits heute zur Verf\u00fcgung stehenden Techniken bilden einen wesentliche Grundlage einer nachhaltigen, zukunftsf\u00e4higen Energieversorgung. Dennoch leben wir hier und heute. Wir sind auf L\u00f6sungen angewiesen, die uns neben Wunsch einer g\u00e4nzlich nachhaltigen Energieversorgung das notwendige Ma\u00df an Sicherheit und Verf\u00fcgbarkeit bieten. Somit stellen Technologien zum effizienten Einsatz konventioneller Energietr\u00e4ger eine wichtige S\u00e4ule des Klimaschutzes dar. Neben Verkehr und Industrie werden gro\u00dfe Mengen Prim\u00e4renergie zur Beheizung von Wohngeb\u00e4uden und Warmwasserbereitung eingesetzt. Das hier vorliegende Projekt hat die Entwicklung und Demonstration einer Technik zum Ziel, mit der eine effiziente, umweltfreundliche und kosteneinsparende Energieversorgung einer Bildungsst\u00e4tte erm\u00f6glicht wird.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDie Neugestaltung der Energieversorgung des Ludwig-Windthorst-Haus ist in die Projektphasen I: Entwicklung und Erprobung der CO2 W\u00e4rmepumpenanlage und Projektphase II: Aufbau der neuen W\u00e4rme- und Stromversorgung unterteilt. F\u00fcr die Entwicklung und Erprobung der W\u00e4rmepumpenanlage wur-de mit Unterst\u00fctzung durch die AgRo-Energie GmbH & Co. KG vom LWH eine Kooperation mit dem In-stitut f\u00fcr Angewandte Thermodynamik und Klimatechnik geschlossen. Innerhalb dieser Kooperation wur-de die W\u00e4rmepumpenanlage hinsichtlich des Einsatzes von CO2 als K\u00e4ltemittel entwickelt und im Labor getestet. F\u00fcr diese Projektphase wurde ein eigener Abschlussbericht mit dem Titel Entwicklung und Untersuchung einer CO2-W\u00e4rmepumpenanlage f\u00fcr den Einsatz in einer Hei\u00dfwasser-Heizanlage erstellt \/9\/. Die Umsetzung der zweiten Projektphase erfolgte \u00fcber einen Generalunternehmervertrag mit der AgRo-Energie GmbH & Co. KG. Dabei wurde die entwickelte Technik im LWH eingebaut. In diesem Zusammenhang wurden weitere Ma\u00dfnahmen zur Neugestaltung der Energieversorgung durchgef\u00fchrt. Dazu geh\u00f6ren Anbindung an die Abwasserleitung einer Erd\u00f6lraffinerie, Erneuerung der W\u00e4rmeverteilungszentrale und Verlegen eines Nahw\u00e4rmenetzes an die zugeh\u00f6rigen Nebengeb\u00e4ude, Aufstellen von zwei Blockheizkraftwerken sowie Einrichtung einer SPS-basierten Steuerung mit optimierter Prozessleittechnik und Prozessvisualisierung. Die Arbeiten wurden Ende Oktober 2006 abgeschlossen.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Nach der Inbetriebnahme der Energieversorgung wurde die Anlage \u00fcber einen Zeitraum von ca. zwei Jahren messtechnisch begleitet und zunehmend optimiert.
\nIn dieser Zeit wurden Korrekturen an einigen Parametern der neu installierten Steuerung der gesamten Anlage vorgenommen, um so einen optimalen Betrieb der Anlage sicher zu stellen. <\/p>\n
Es best\u00e4tigten sich bei der Auswertung der beobachteten und aufgezeichneten Leistungsdaten die Aussagen des Abschlussberichtes aus Projektphase I. Dazu geh\u00f6rten u. a., dass die F\u00fchrung eines transkritischen Prozesses im K\u00e4ltemittelkreislauf der W\u00e4rmepumpenanlage ma\u00dfgeblich die Effizienz des Betriebes bestimmt. Insbesondere sind Faktoren wie CO2 F\u00fclldruck, Vor- und R\u00fccklauftemperaturen der Heizkreise und die W\u00e4rmequellentemperatur von Bedeutung. Werden die notwendigen Parameter eingehalten, so stellt die Technik eine effiziente und zuverl\u00e4ssige W\u00e4rmeversorgung dar. Insbesondere die F\u00e4-higkeit zur Bereitstellung h\u00f6herer Vorlauftemperaturen von bis zu 80\u00b0C unter Beibehaltung von Leistungszahlen um 3 zeichnet die CO2-W\u00e4rmepumpentechnik aus. Sie erm\u00f6glicht ihren Einsatz in beste-hende Versorgungsstrukturen, bei denen \u00fcblicherweise Temperaturen auf diesem Niveau erforderlich sind. Auch die weiteren Techniken des Projektes wie Nahw\u00e4rmenetz, Blockheizkraftwerke und Steuerung arbeiteten nach Abschluss des Probebetriebes einwandfrei und zuverl\u00e4ssig. Berechtigterweise k\u00f6nnen diese Techniken als Stand der Technik angesehen werden.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Das innovative und von der DBU gef\u00f6rderte Projekt zur Neugestaltung der Energieversorgung des LWH wird der \u00d6ffentlichkeit unter Einbeziehung der multimedialen Technik zug\u00e4nglich gemacht. Das Resultat der neu gestalteten Energieversorgung wird als Referenzprojekt auf der Homepage des Generalunternehmers AgRo-Energie vorgestellt. Neben der Ver\u00f6ffentlichung der Ergebnisse \u00fcber die DBU wird auch jeder Besucher der Akademie LWH \u00fcber das Projekt informiert. Hierzu wurde im Foyer des LWH ein Beamer installiert, der mit dem Steuerungsrechner verbunden ist. Hier wiederum ist ein Programm hinterlegt, dass bei mit automatischem, zeitgesteuertem Bildwechsel mit \u00fcber 10 verschiedenen Darstellungen die Besucher \u00fcber die Anlagenkomponenten, Anlagendaten und die Funktionsweise der installierten E-nergieerzeugung informiert. Allein auf diesem Wege kommen j\u00e4hrlich \u00fcber 20.000 Besucher des LWH mit dem Vorhaben in Ber\u00fchrung. Weiterhin wurde in der regionalen Presse \u00fcber die zum damaligen Zeit-punkt einmalige neu gestaltet Energieversorgung berichtet.
\nAuf Einladung von der Berliner Energieagentur wurde das Projekt auf den Berliner Energietagen 2006 unter dem Thema Energie aus Abwasser im Rahmen einer Pr\u00e4sentation einem interessierten internationalen Fachpublikum vorgestellt.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Innerhalb dieses Projektes konnte die Entwicklung, die Erprobung und der sp\u00e4tere erfolgreiche Einsatz einer neu entwickelten CO2 -W\u00e4rmepumpenanlage aufgezeigt werden. Ebenso konnte durch die messtechnische Begleitung auch die gelungene Umr\u00fcstung der Energieversorgung des Ludwig-Windthorst-Haus mit seinen Nebengeb\u00e4uden dokumentiert werden.
\nDer Betrieb der Energieversorgungsanlage zeigte zu Beginn der ersten Heizperiode noch Abstimmungsprobleme bei einigen voreingestellten Temperaturwerten innerhalb der Steuerung auf. Die Abstimmungsprobleme konnten durch die messtechnische Begleitung der Projekte fr\u00fchzeitig erkannt und beseitigt wer-den.
\nDer Betrieb der CO2-W\u00e4rmepumpenanlage stellt hinsichtlich der M\u00f6glichkeiten des effektiven transkritischen Prozesses und der Standardisierung von Komponenten noch zahlreiche Optimierungsm\u00f6glichkeiten, insbesondere beim Einsatz in bestehende Versorgungsstrukturen zur Verf\u00fcgung. Verbesserungsm\u00f6glichkeiten bestehen noch bei der Entwicklung einer kompakteren und standardisierten Bauweise, da hier s\u00e4mtliche Komponenten nur als Prototypen eingesetzt werden konnten. Hierbei kann nun auf Erfah-rungswerte einer bestehenden Anlage zur\u00fcckgegriffen werden.
\nDa zur Einhaltung einer ausreichenden Leistungszahl eine transkritische Prozessf\u00fchrung im K\u00e4ltemittelkreislauf der W\u00e4rmepumpe notwendig ist, muss f\u00fcr den Betrieb der Anlage stets auf ausreichenden Betriebsdruck geachtet werden. Die Auswertung der Leistungsdaten und Energieverbr\u00e4uche im Rahmen der messtechnischen Begleitung best\u00e4tigt, das durch die neue innovative Technik eine energiekosten-sparende und emissionsmindernde L\u00f6sung gefunden werden konnte.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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