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Pumpstation Haan

Im Mittelpunkt der Sanierung des Industrie­denkmals Pumpstation in Haan stand ein nachhaltiges Haustechnik-Konzept. Heizen, Kühlen, Lüften – das Energiekonzept beruht auf einem Eisspeichersystem mit Wärmepumpe.

Die Sanierung der Pumpstation Haan erfolgte unter der architektonischen Planung des Architekten Jochen Siebel. (Bild: © Dirk Wilhelmy, Stuttgart)

Das heutige Industriedenkmal „Pumpstation Haan“ wurde in den Jahren 1878/79 im Auftrag der Stadt Elberfeld errichtet. Die Pumpstation diente als Zwischenstation bei der Beförderung von Trinkwasser über die knapp 17 Kilometer lange Strecke vom Wasserwerk Benrath bis nach Elberfeld. Die Stilllegung der Pumpstation erfolgte im Jahre 1986. Nach über 24 Jahren Leerstand befand sich die Pumpstation im Jahr 2010 in einem äußerst schlechten Zustand. Über die Jahre war es zu starken Wasserschäden im Dachstuhl und im Mauerwerk gekommen

Mit den Sanierungs- und Revitalisierungsarbeiten konnte im Dezember 2010 begonnen werden. Innerhalb der vorhandenen historischen Hülle der Pumpstation entstand ein Bürokomplex mit drei Etagen und rund 1.000 Quadratmetern Nutzfläche für die Planungs- und Ingenieurbüros der beteiligten Gesellschafterfirmen. Die Planer legten großen Wert darauf, den Charakter des Industriedenkmals zu bewahren. Parallel zur Sanierung der Bausubstanz wurde das Industriedenkmal mit einem modernen Haustechnik-Konzept energetisch auf den neuesten Stand gebracht. 

Die Wärmepumpe Vitocal 300-G von Viessmann entzieht dem Eisspeicher Wärme und führt sie dem Heizwasser-Pufferspeicher Vitocell 100-E zu. (Bild: © Dirk Wilhelmy, Stuttgart)

Energiekonzept

Bei der Planung der Haustechnik stand für die beteiligten Ingenieurbüros frühzeitig fest, dass die Pumpstation Haan ein nachhaltiges Haustechnik-Konzept erhalten sollte. Für die Fachplaner von PBS & Partner galt es den Industriekomplex aus dem Jahre 1879 durch die Sanierung und Revitalisierung in ein modernes Bürogebäude zu überführen, das die bauphysikalischen Anforderungen der EnEV erfüllt. PBS & Partner entwickelte ein innovatives Haustechnik-Konzept, das zu 75 Prozent aus regenerativen Energiequellen gespeist wird.

Heizen, Kühlen, Lüften – das Energiekonzept beruht auf einem Eisspeichersystem mit Wärmepumpe. Für die Temperierung und Belüftung der Räume wurde ein Klimaboden installiert. Auf eine aufwendige Innenwanddämmung konnte verzichtet werden, da das 80 Zentimeter starke Ziegelmauerwerk über gute Dämmwerte verfügte.

Das Konzept überzeugt: Die Heizkosten liegen nun unter 0,50 Euro pro Quadratmeter. Niedrige Nebenkosten und eine Reduzierung des Kohlendioxidausstoßes sind das Ergebnis der Nutzung regenerativer Energiequellen: Sonne, Luft, Erdwärme, Wasser, Eis. Gegenüber dem rechnerischen Verbrauch vor der Sanierung ergibt sich durch den Einbau des Eisspeichersystems eine Einsparung von über 19.000 Kilowattstunden pro Jahr.

Der Eisspeicher hat ein Fassungsvermögen von 100 Kubikmetern. (Bild: © Dirk Wilhelmy, Stuttgart)

Heizung, Kühlung und Warmwasser

Die Planer entschieden sich für ein Eisspeichersystem in Verbindung mit einer Wärmepumpe und einem Pufferspeicher. Das Eisspeichersystem kombiniert in idealer Weise Heizen und Kühlen unter der Berücksichtigung ökonomischer und ökologischer Aspekte. Dazu kommt es auf das Zusammenspiel der Komponenten an. Das System kombiniert fünf natürliche Energiequellen: Sonne, Luft, Erdwärme, Wasser und Eis. So kann es die anfallende Wärmeenergie trotz zeitlich schwankendem Energieangebot in dem Langzeit-Energiespeicher einspeichern.

Das Eisspeichersystem ist das Herzstück der Anlage und ermöglicht es, Sonnenenergie in großvolumigen Wassermengen auf niedriger Temperatur zu speichern. Die umgebende Erdwärme unterstützt die Speicherung der Energie über längere Zeit und ohne aufwendige Isolierung. Mit einem Durchmesser von acht Metern und einer Höhe von 2,20 Metern hat der Eisspeicher insgesamt ein Volumen von 100 Kubikmetern.

Die Module der Solar-/Luft-Absorber sind als Zaun an der Grenze zum Nachbargrundstück aufgestellt. Die Absorber nehmen selbst noch bei Bewölkung und diffuser Strahlung Wärme auf und lagern sie im Eisspeicher ein. Zum Heizen entzieht die Wärmepumpe Vitocal 300-G dem Eisspeichersystem Wärme und führt sie dem Heizwasser-Pufferspeicher Vitocell 100-E mit einem Volumen von 950 Litern zu.

Die Wasser/Wasser-Wärmepumpe Vitocal 300-G verfügt über eine Leistung von 45 kW. Der leistungsstarke CompliantScroll-Verdichter der Vitocal 300-G überzeugt durch hohe Betriebssicherheit, Zuverlässigkeit und besonders leisen Betrieb. Wesentlich dafür verantwortlich ist die doppelte Schalldämpfung mit einer Schwingungsdämpfung gegen Körperschall und einer Gehäusedämpfung gegen Luftschall. Gleichzeitig garantiert der Verdichter höchste Arbeitszahlen mit einem COP-Wert von bis zu 4,9 (COP = Coefficient of Performance) und einer Vorlauftemperatur von bis zu 60 Grad Celsius. Das integrierte Refrigerant Cycle Diagnostic (RCD) System überwacht permanent den Kältekreis und sorgt in Verbindung mit dem elektronischen Expansionsventil für höchste Effizienz in jedem Betriebspunkt und somit ebenfalls für hohe Jahresarbeitszahlen.

Die Vitotronic 200 übernimmt die Systemregelung. Diese legt beispielsweise fest, ob die Wärme des Absorbers für die direkte Beheizung verwendet oder zunächst im Eisspeicher eingelagert wird. Die Regelung ermöglicht eine integrierte differenzierte Energiebilanzierung.

Autor: Katharina Ricklefs

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