Großer Eis-Speicher von IKEA

Hintergrund

Im Auftrag von IKEA ist es dem  Projektteam rund um  TBH Ingenieur GmbH, Ing. Pischulti GmbH und Viessmann GmbH gelungen, ein holistisches TGA-Konzept zu implementieren, bei dem eine maximale Ausnutzung von erneuerbaren Energien erfolgt.  Eine entscheidende Rolle spielt in diesem Zusammenhang der Einsatz des bisher größten Eisspeichersystems in ganz Europa - patentiert von der Firma Viessmann.  Dieser Eisspeicher versorgt als energieeffiziente Wärmequelle eine Wärmepumpenanlage, welche sowohl zur Beheizung als auch zur Kühlung des Logistikzentrums dient.

Umweltfreundlichkeit

Mithilfe des Eisspeichersystems werden die CO2-Emissionen sowie die Betriebskosten auf ein Minimum reduziert. Ein gleichmäßiges Temperaturprofil, geringe Luftbewegung und somit keine Staubaufwirbelung sowie ein arbeitsförderndes Umfeld  aufgrund der hohen thermischen Behaglichkeit sind weitere Vorteile des Systems.  

Die Idee des Eisspeichers ist nicht neu, denn schon vor 100 Jahren wurde das Wissen rund um das Eis genutzt. Doch die rasche Entwicklung der fossilen Brennstoffe sowie deren reiche Verfügbarkeit ließen die Eisspeichersysteme in den Hintergrund rücken. Da sich die Menschen aber immer mehr bewusst werden, dass die fossilen Brennstoffe endlich sind, ging man vermehrt auf die Suche nach Alternativen. Und hier kommt der Eisspeicher wieder ins Spiel, denn Eisspeicher eignen sich wunderbar für ein intelligentes Energiequellenmanagement. Diese erneuerbare Energieform, die so gut wie keinen CO2 Ausstoß verursacht, ist eines der großen Zukunftsthemen angesichts des Klimawandels.

Funktionsweise

Grundlage der Idee des Eisspeichersystems ist das Phänomen der Kristallisationsenergie. Die Wärme wird freigesetzt, wenn das Wasser seinen Aggregatzustand von flüssig nach fest verändert, also gefriert. Erstarren 126 Liter Wasser zu Eis, wird eine Energiemenge frei, die einem Liter Heizöl entspricht. Nur dass man das Heizöl nicht wieder regenerieren kann – im Gegensatz zum Eisspeichersystem. Das Eisspeichersystem überzeugt also durch Effektivität, Zuverlässigkeit, Umweltbewusstsein sowie durch attraktive Investitions- und Betriebskosten. Es vereint die Vorteile effizienter Heizsysteme mit der einer innovativen Speichertechnologie, die Energie über viele Monate im kostengünstigsten Speichermedium, nämlich Wasser, konservieren kann. Effizienter und umweltschonender können Wärmeversorgung und Kühlung nicht sein.

Durch die geringe Oberflächeneindringtiefe der Wärmequellenanlage besteht – im Gegensatz zu Tiefenbohrungen – keine Gefahr wertvolles Grundwasser zu verschmutzen. Der Eisspeicher wird komplett unter der Erdoberfläche vergraben und gilt genau genommen als ausgebauter Kellerraum. Eine spezielle Genehmigung des Baus wird deshalb nicht benötigt.

Energieversorgung

Für die elektrische Energieversorgung des Objekts entsteht am Dach des Gebäudes eine moderne Photovoltaikanlage mit einer Leistung von ca. 1 MWP. Die Anlage besteht aus 3350 Modulen und einer Fläche von rund 20.000 m², welche mit 15° aufgestellt und nach Süden ausgerichtet wird. Überschüssige Energie wird in das Netz der Wien Strom gespeist. Der Betonbehälter mit einem Volumen von 1700 m³ beinhaltet den Entzugswärmetauscher mit 23km Rohrlänge und einer Leistung von 832 kW. Über vier Ringleitungen wird Regenerationsenergie und Abwärme des Gebäudes in den äußeren Regenerationswärmetauscher eingebracht. Neben dem Eisspeicher stellen 172 Solar-Luft-Kollektoren genügend Sonnenenergie und Umgebungswärme für einen ganzjährigen Betrieb zur Verfügung. Mit 73 km Rohrlänge am Dach ergibt sich somit genügend Oberfläche um eine ausreichende Quelle für die 1054 kW Wärmepumpenleistung zu liefern.

Die von der TBH Ingenieur GmbH geplante Energieversorgung für das neue IKEA Logistikzentrum basiert auf einer Wärmepumpenanlage im Kellergeschoß des Gebäudes, welche sowohl zur Beheizung als auch zur Kühlung herangezogen werden kann. Für die Wärmepumpenanlage sind zwei Wärmequellen vorgesehen: Einerseits wird die Hydrothermie genutzt, bei der das relativ konstante Temperaturniveau des Grundwassers als Wärmequelle für die Wärmepumpenanlage genutzt wird. Andererseits wird ein, im Erdreich platzierter, Groß-Eisspeicher in Kombination mit unverglasten thermischen Kollektoren eingesetzt. Das Volumen des Eisspeichers fungiert als Wärmequelle für zwei Sole/Wasser-Wärmepumpen, welche das Temperaturniveau des Eisspeichers zur Beheizung nutzbar macht. Der Wärmeentzug führt zu einer vorschreitenden Vereisung des Speichervolumens, wobei eine Regeneration (Schmelzvorgang) einerseits durch Solarabsorber und andererseits durch das den Speicher umgebende Erdreich erfolgt.

Rückfragehinweise:

Ing. Pischulti GmbH
Hr. Ing. Andreas Pischulti
Telefon: +43 732 779 668 21
E-Mail:  andreas@pischulti.at

TBH Ingenieur GmbH
Hr. Ing. Dipl.-Ing. (FH) Christoph Urschler
Telefon: +43 316 25 35 25-0
E-Mail:  christoph.urschler@tbh.at

Technische Anlagenparameter:

Eisspeicher:

Größe:                                             1700m³
Inhalt:                                               19m Dm
Wärmetauscher Rohre:     23km

Solar-Luft-Absorber:

Anzahl:                                            172 Stk.
Abmessungen:                          6 x 1,2m
Rohrlänge je Kollektor:      425m
Leistung je Stück:                  4,8kW

Wärmepumpe:

Eisspeicher WP                        Vitocal 350-G Pro S
Leistung:                                       B0/W35 - 520kW
Anzahl:                                            2 Stück
Grundwasser WP:                 Vitocal 350-G Pro S
Leistung:                                       B0/W35   - 350kW
Anzahl:                                            1 Stück

Heizkessel:

Type:                                                Vitoplex 200
Leistung:                                       1600kW

Brenneranlage:

Typ:                                                   ELCO Gasbrenner V-G6 2100

Kaminanlage:

Type:                                                Niroline DN500
Höhe:                                               26m