Abwärmenutzung und Hochtemperatur-Wärmepumpe

Das Labor Dr. Wisplinghoff hat ein neues Gebäude für medizinische Labordiagnostik bezogen. Die Wärme- und Kälteversorgung wird über eine neue Versorgungszentrale gedeckt. Ursprünglich waren dafür ein Blockheizkraftwerk und eine Absorptionskältemaschine geplant.

Das Labor Dr. Wisplinghoff hat die RheinEnergie AG als Contractor beauftragt, die aufgezeichneten Lastgänge des Gebäudes zu analysieren und darauf basierend das Energieversorgungskonzept zu überprüfen.

Die Ursprungsplanung sah eine Leistung von 397 kW für die Kälte- und 350 kW für die Wärmeversorgung vor. Durch die aus der mobilen Versorgung erfassten und analysierten Lastgänge konnte eine Spitzenleistung von 328 kW für die Kälte und von 202 kW für die Wärme ermittelt werden.

Für den ganzjährigen Kältebedarf sind nun zwei Kompressionskältemaschinen integriert. Die erste Maschine mit energieeffizientem, magnetgelagerten Turboverdichter hat eine Leistung von 300 kW und deckt 87 % der Jahreskältearbeit von 2.095 MWh ab. Eine zweite Kältemaschine mit ebenfalls 300 kW Leistung steht als Redundanz und zur Spitzenlastdeckung zur Verfügung.

Die Abwärme aus dem Kälteprozess reicht nahezu vollständig aus, um die Gebäudeheizung zu ermöglichen. Als Spitzenlasterzeuger und Ausfallreserve wird ein Gas-Brennwertkessel eingesetzt. Aus dem Kälteprozess wird die Abwärme der ganzjährig betriebenen, wassergekühlten Kompressionskältemaschine mit einer Temperatur von etwa 35 bis 40 °C ausgekoppelt.

Da das bereits vorhandene Heizungssystem des Gebäudes jedoch hohe Vorlauftemperaturen von 60 bis 75 °C benötigt und das Temperaturniveau aus der direkten Wärmerückgewinnung des Kälteprozesses nicht komplett ausreicht, leistet eine nachgelagerte Hochtemperatur-Wärmepumpe den dafür notwendigen Temperaturhub. Die Steuerung der Anlage erfolgt mittels SPS-Regelung, welche die gesamte Anlagentechnik bedarfsgerecht ansteuert.