Das Wärmepumpensystem
Bild 1. Im Bereich der Stepenitz wurde ein Entnahmebauwerk einschließlich Pumpenschacht errichtet (Quelle: SES Energiesysteme)
Bild 2. Der Flusswasserwärmeübertrager wurde aufgrund der Statik im Erdgeschoss des Kesselhauses auf einer Stahlträgerkonstruktion platziert. Ein zusätzlicher Ablaufbehälter befindet sich darunter im Keller (Quelle: SES Energiesysteme)
Das Herzstück des Projekts bildet ein zweistufiges Wärmepumpensystem (Bild 3):
- Primärstufe: Die erste Wärmepumpe, eine Schraubenwärmepumpe, entzieht dem Flusswasser Wärme und erhöht die Temperatur auf ein mittleres Niveau. Der Verdampfer dieser Stufe nutzt das Flusswasser als Wärmequelle, das nach der Wärmenutzung durch eine Rückführungsleitung in die Stepenitz geleitet wird.
- Sekundärstufe: Die zweite Wärmepumpe, eine Hochtemperaturwärmepumpe, hebt die Temperatur des Kreislaufwassers auf das notwendige Niveau für die Einspeisung ins Fernwärmenetz. Eine hydraulische Weiche zwischen den Stufen sorgt für eine effiziente Entkopplung und verhindert Rückkopplungseffekte.
Die Wärmepumpen sind mit fortschrittlicher Steuerungstechnik ausgestattet, die eine optimale Abstimmung zwischen den beiden Stufen sowie die Einbindung in die übergeordnete Steuerung gewährleistet.
Die Anlage von Carrier erreicht bei einer Flusswassertemperatur von 10 °C eine Wärmeleistung von 1 100 kW. Es wird ein umweltschonendes Kältemittel mit niedrigem Treibhauspotenzial (z. B. R1234ze) eingesetzt. Beide Wärmepumpen sind in einem speziell schallgedämmten Maschinenraum untergebracht, der nach DIN 378 ausgeführt ist. Zudem ist das System mit umfangreichen Messtechniken und sicherheitstechnischen Einrichtungen ausgestattet, darunter Strömungssensoren, Trockenlaufschutz und Drucküberwachung.
Integration in das iKWK-System
Das Projekt in Wittenberge ist Teil eines innovativen Kraft-Wärme-Kopplungssystems (iKWK), das neben der Flusswärmepumpe weitere Komponenten umfasst:
- Blockheizkraftwerk (BHKW): Ein erdgasbetriebenes BHKW mit 2 000 kW elektrischer Leistung und 2 300 kW thermischer Leistung liefert Wärme und Strom. Der erzeugte Strom wird für den Betrieb der Wärmepumpe genutzt, was die Energieeffizienz des Systems erhöht.
- Power-to-Heat-Anlage (PtH): Ein Elektroheizkessel des Herstellers Klöpper-Therm GmbH mit 700 kW Wärmeleistung dient als Ergänzung für Zeiten mit hoher Netzlast oder niedrigen Flusswassertemperaturen.
- Leittechnik: Alle Komponenten sind über eine zentrale Steuerung miteinander verbunden. Die Regelung priorisiert den Einsatz erneuerbarer Wärmequellen und sorgt dafür, dass die Förderbedingungen, z. B. Mindestanteil erneuerbarer Wärme, eingehalten werden.