Drei Fortluftkamine prägen das Bild der Anlage
Bild 1. Das vereinfachte R&I-Fließschema eines Dual-PAC-Ammoniak-Kältekreislaufes zeigt die untere und obere Verdichterstufe, verbunden durch einen offenen Mitteldruckbehälter. Der Verdampfer enthält einen integrierten Ölabscheider, der Verflüssiger als 3in1-Version den Enthitzer und den Unterkühler (Quelle: Johnson Controls)
Bild 2. Die Ansicht der Anlage wird geprägt durch die großen Luft-Wasser-Wärmeübertrager auf dem Dach des Maschinenhauses und den verbundenen Fortluftkaminen (Quelle: Johnson Controls)
Ein besonderes Augenmerk lag bei der Konzeptionierung der iKWK-Anlage in Heidelberg-Pfaffengrund auf der Verfügbarkeit. Die Stadtwerke bauten daher für jedes der drei Module einen eigenen Maschinenraum. So stehen sie getrennt von den anderen, um die Verfügbarkeit zu sichern, falls mal Kältemittel austreten sollte.
Eine Unbekannte waren die Auswirkungen der Luftbewegungen: Jedes Wärmepumpenmodul würde rd. 500 000 m3/h Luft umwälzen – was bei drei Anlagen insgesamt 1,5 Mio. m3/h ausmacht. Ebenfalls eine neue Dimension für alle Beteiligten.
Die Herausforderung: Kalte Luft fällt aufgrund ihrer höheren Dichte ab und bleibt in Bodennähe. Damit sie nicht immer weiter im Kreislauf „gequirlt“ wird, muss sie abgeleitet werden. Um möglichst exakt zu eruieren, wie sich die enorme Menge an kalter Luft auf die Umgebung auswirken würde, haben die Stadtwerke Heidelberg umfangreiche Untersuchungen durchgeführt.
Enders berichtet: „Nach längerem Tüfteln haben wir uns entschlossen, die Situation in einem Windkanal zu simulieren. Wir ließen den Stadtteil Pfaffengrund in einem Modell nachbauen und von allen Seiten mit Windströmungen mit verschiedenen Geschwindigkeiten und Stärken ̒beblasenʼ.“
So fanden die Verantwortlichen heraus, welche Einflüsse das Projekt auf das bebaute Gebiet und auf die hügelige Landschaft rund um Heidelberg haben würde. Es wurde exakt ermittelt, welche Richtung und Höhe für die Abluft ideal sein würden. Jetzt prägen drei 18 m hohe Fortluftkamine das Bild des Energieparks (Bild 2). Die abgekühlte Luft wird zuverlässig von der Anlage weggeführt und kann nicht mehr angesaugt werden.
Fazit: Das Wärmepumpenprojekt in Heidelberg kann eine Art Masterplan für viele Kommunen sein. Die Energieversorgungsbranche kommt um Großwärmepumpen perspektivisch nicht herum – sie sind ein integraler Bestandteil der zukünftigen Wärmeversorgungslösungen.
Wolfgang Albert, Vertriebsleiter HVACR Building, Johnson Controls Deutschland GmbH, Ratingen, HVACR-Vertrieb@jci.com, johnsoncontrols.de