IKEA Köln
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WATERKOTTE Referenzen Grossanlagen: | IKEA Köln - Wärmepumpe "macht" das Kaufklima |
Pro Wärmepumpe: Im März 2009 ging IKEA mit dem zweiten Haus in Köln – und zu jenem Zeitpunkt Deutschlands größte IKEA-Filiale – an den Start. In ‚Am Butzweiler Hof’, so Name und Adresse, setzt IKEA im Rahmen der firmeneigenen globalen Nachhaltigkeitsstrategie verstärkt auf den Einsatz erneuerbarer Energien. 2 Mio. EUR gab das Einrichtungshaus für die Erdwärmenutzung via Grundwasser und Wärmepumpe, für Solarkollektoren und die Dachregenwasser-Anlage mit zwei unterirdischen Zisternen als Sammelbecken für das Toilettenspül- und Löschwasser aus. Großflächige Fußbodenheizungen, Deckenstrahlplatten und Lüftungsgeräte mit Wärmerückgewinnung übertragen Wärme und Kälte in die Verkaufsetagen. Die gesamten Investitionskosten in das Objekt (ohne Grundstück) betrugen ca. 65 Mio. EUR. Zwei verschiedene Systeme, ein Hochtemperaturkreis und ein Niedertemperaturkreis, beheizen und kühlen das Gebäude. Der Hochtemperaturkreis erzeugt die Wärme mit zwei gasbefeuerten Heizkesseln. Die Zentrale befindet sich im 2. Obergeschoss. Die Kessel versorgen unter anderem die Raumlufttechnik, die Torschleieranlagen und die Warmwasserbereitung im Winter. In den Sommermonaten übernimmt die Solaranlage diesen Part. Besonderheiten: Der Niedertemperaturkreis baut auf zwei Wärmepumpen auf (Typ DS 6500, 380 und 480 kW, Leistungsregelung 75-100 %). Die Wärme wird dem Grundwasser aus Förderbrunnen entzogen. Die Zentrale befindet sich im 1. Untergeschoss. Die Wärmepumpen beliefern die Gruppen
Im Heizfall darf entsprechend den Auflagen der Unteren Wasserbehörde Köln das rückgespeiste Brunnenwasser um maximal 3 K abgekühlt sein. Entsprechend dieser Differenz dimensionierten die Ingenieure das Umwälzvolumen, die Wärmetauscher und die Wärmeübergabe in den Verkaufsräumen (Deckenstrahlplatten, Fußbodenheizung). Der gleiche Sprung von 3 K gilt auch für den Kühlfall: Die Aufheizung darf maximal 3 K betragen. In Bezug auf die durchschnittliche natürliche Brunnenwassertemperatur von 14 °C gelten damit als Grenzwerte für die Haustechnik 11 und 17 °C.
Die Planung sieht folgende Systemtemperaturen vor: Im Heizfall
Im Kühlfall
Die Rohrschlangen im Fußboden decken im Heizfall die Grundlast ab. Die Restwärme stellen die Kessel zur Verfügung, die Restkälte die raumlufttechnischen Anlagen. Die tageszeitaktuelle Vorlauftemperatur der beiden Regelkreise (Fußbodenheizung, Deckenstrahlplatten) richtet sich gleitend nach dem Innentaupunkt und berücksichtigt einen Sicherheitsabstand von 1 K über Taupunkt. Um ein ständiges Takten der Wärmepumpen zu vermeiden, worunter sowohl Lebensdauer als auch Effizienz leiden würden, setzen die Planer Wasserspeicher als Puffer ein. Beim Anfahren lenkt die Regelung den Vorlauf über einen Bypass an den Behältern vorbei, damit schnell Wärme oder Kälte am Verteiler zur Verfügung steht. Des Weiteren bestimmt die Elektronik im Wochenturnus die Wärmepumpe mit der geringsten Laufzeit als Führungsmaschine; bei einer Störung springt automatisch das zweite Aggregat an. Die Umschaltung auf Heizen geschieht bei Außentemperatur unter 16 °C, zeitverzögert nach 16 Stunden, die Umschaltung auf Kühlen bei Außentemperatur über 16 °C, jetzt zeitverzögert nach 6 Stunden. Ein angenehmes Verkaufsraumklima trägt zur Kauflust bei. Bis Außentemperaturen bis etwa 24 °C liegt der Idealwert in den (IKEA-)Etagen bei 22 °C. Steigt das Thermometer höher, dürfen es einige Grad mehr sein. Sozio-psychologische und physiologische Faktoren dieser Art spielen mithin ganz besonders im Sommer, im Kühlfall, eine wichtige Rolle in Bezug auf das Kaufverhalten. Die Regelungselektronik berücksichtigt diesen Einfluss. Bei normaler Witterung stabilisiert sie die Raumtemperatur auf 22 °C, führt sie aber nach, wenn die Sonne einen Höchststand erreicht. Bei beispielsweise 35 °C draußen lässt sie innen 28 oder 29 °C zu. Den Sollwert steuern die Mikroprozessoren zunächst mit Freier Kühlung an, indem sie das relativ kalte Grundwasserniveau durch die Deckenplatten schicken, allerdings über einen zwischengeschalteten Wärmetauscher. Genügt das nicht, springt die Wärmepumpe als Kältemaschine an. Sollte sich herausstellen, dass durch eine zu hohe Grundwassertemperatur oder zu hohe äußere Lasten die begrenzte Temperaturerhöhung um 3 K beziehungsweise auf 17 °C nicht gehalten werden kann, muss auf dem Dach zusätzlich ein Kühlturm Dienst tun.
Auch daran haben die Planer gedacht: Paarweise und im Wechsel arbeiten die insgesamt vier Brunnen als Förderbrunnen oder als Schluckbrunnen. Erstens würde im Heizbetrieb zum Beispiel die dauerhafte Kaltwasser-Rückspeisung den Boden unterkühlen, zweitens will man im Kühlbetrieb mit möglichst kaltem Wasser in die Wärmetauscher. Deshalb der Pendelbetrieb. Die Vorlauf- und Rücklauftemperaturen, die Temperaturdifferenzen und die Wassermengen der Brunnen speichert die EDV ab wie sie auch Trendkurven als Nachweis für die einzuhaltenden Grenzwerte und die entnommene Gesamtwassermenge pro Jahr dokumentiert. Die Planung sieht für den Kühlbetrieb eine maximale Leistung (Entnahme) über das Jahr gesehen von 210.000 Kubikmeter vor für den Heizbetrieb 370.000 Kubikmeter. Ausgelegt ist das Netz für eine Spitzenentnahme von 190 m3/h zum Kühlen und 280 m3/h zum Heizen.
Bildquelle: Waterkotte |
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| Zuletzt aktualisiert am Sonntag, den 06. Dezember 2009 um 22:36 Uhr |
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