Trennung zwischen Primär- und Sekundärheizkreis

In einem Bebauungsgebiet im Magdeburger Stadtteil Neu Olvenstedt entstanden im Auftrag eines lokalen Schlüsselfertigbauers 15 Reihenhäuser, die mit einer dezentralen Wärme- und Frischwassertechnik für die Versorgung durch ein Nahwärmenetz ausgestattet sind. Bild: Giacomini

Das Bauprojekt im Magdeburger Stadtteil Neu Olvenstedt umfasst 15 Reihenhäuser in zwei Blocks sowie eine zentrale Versorgungsstelle. Dabei handelt es sich um ein Heizhaus, in dem ein Blockheizkraftwerk für die Grundlast und den Sommerbetrieb sowie eine Brennwerttherme für den zusätzlichen Betrieb im Winter und die Spitzenlast zuständig sind. Durch das BHKW steht in den Neubauten jederzeit heißes Wasser zur Verfügung, so dass auch im Sommer die Warmwasserbereitung abgesichert ist. Für die Trinkwassererwärmung und die Heizfunktion wurde in jedem Gebäude eine Wohnungsübergabestation von Giacomini installiert, die eine Hausfläche von 100 m² versorgen kann.

In jedem Haus wurde eine Wohnungsübergabestation installiert, die sowohl heizen als auch Warmwasser bereiten kann. Bild: Giacomini

Das Netz des Heizwerks besteht insgesamt nur aus drei Leitungen; dem Vorlauf, dem Rücklauf und der Kaltwasser-Zuleitung. Auf dem gesamten Anwesen wurde die Heizleistung auf drei Kreise verteilt, an die jeweils vier beziehungsweise einmal sieben Wohnungsübergabestationen angeschlossen sind.

Parallel heizen und Warmwasser bereiten

Die wesentliche Besonderheit der Station GE 556–1 von Giacomini ist dabei, dass das Gerät mit zwei Wärmetauschern arbeitet; einem für die Trinkwassererwärmung und einem für die Heizung: Das vom Heizhaus kommende Wasser im Primärkreis, das eine Temperatur von 70 °C hat, strömt in die Station und wird dort je nach Bedarf entweder dem Wärmetauscher des Sekundärheizkreises oder dem Wärmetauscher der Warmwasserbereitung zugeleitet. Dabei hat der Warmwasserwärmetauscher Vorrang vor der Heizung. Beim Heizbetrieb strömt das primäre Heizwasser über den Wärmetauscher und erhitzt das eigentliche Heizwasser für das Haus. Dieser sekundäre Heizkreis ist komplett durch die Station geregelt und umfasst unter anderem eine selbstregulierende Umwälzpumpe mit Energieeffizienzklasse gemäß Richtlini-ErP 2009/125/EC, ein Ausdehnungsgefäß, ein Manometer und ein Sicherheitsventil.

Die GE 556–1 verfügt über zwei Wärmetauscher, die eine Entkopplung des Sekundär- vom Primärkreislauf ermöglichen und zusammen mit der integrierten Wassermangelsicherung dafür sorgen, dass sich Defekte in einem einzelnen Haus nicht mehr auf die komplette Anlage auswirken. Bild: Giacomini

Bei der Warmwasseranforderung strömt kaltes Trinkwasser durch den Wärmetauscher. Durch die Strömung wird der sekundäre Heizkreis über einen Strömungsschalter geöffnet und der Wärmetauscher erhitzt das Kalt- zu Warmwasser. Der Heizkreis wird dabei vom Zonenventil abgeschaltet.

Die zwei parallel geschalteten Wärmetauschereinheiten bieten somit den wesentlichen Vorteil, dass die Warmwasser- und die Heizfunktion sowohl parallel als auch regelmäßig bedient werden können: Durch die zwei Wärmetauscher ist es möglich, den Sekundärheizkreis vollständig zu entkoppeln und separat zu regeln. Das ist beispielsweise für die Fußbodenheizung in den Gebäuden wichtig, denn durch das eingebaute Thermostatventil kann die Vorlauftemperatur im Fußbodenheizkreis gleich in der Station begrenzt werden. Hinzu kommt, dass die hydraulische Entkopplung der Kreise bei unterschiedlichen Volumenströmen dafür sorgt, dass letztere sich nicht gegenseitig beeinflussen können und im Erzeuger- und Verbraucherkreis stets konstante Durchflussmengen gegeben sind.

Defekte lokal beherrschbar

Darüber hinaus wird eine deutlich höhere Sicherheit gewährleistet: Da es sich bei den Heizkreisen um ein geschlossenes Drucksystem handelt, können im Falle von Schäden beziehungsweise Undichtigkeiten innerhalb des Gebäudes nur äußerst geringe Wassermengen austreten. Sind Reparaturarbeiten in einem der Kreise notwendig, muss der zweite zudem nicht abgesperrt werden. Generell können sich Defekte in einem einzelnen Haus beziehungsweise im Sekundärkreis nicht auf die komplette Anlage auswirken und bleiben damit lokal beherrschbar. Dafür sorgt eine in der Übergabestation integrierte Wassermangelsicherung, die die Stromzufuhr unterbricht, sobald der Wasserstand unter einen Mindestwert sinkt. Die Anlage schaltet sich ab, das automatische Wiedereinschalten wird durch eine Verriegelung verhindert. So können keine Schäden in oder an der Anlage auftreten und kostspielige Bauteile nicht aufgrund des Wassermangels beschädigt werden. Bei nur einem Wärmetauscher würde das verlorene Heizwasser entweder nachgespeist werden – was einen Wasserschaden erheblich vergrößern kann – oder der Wasserverlust könnte zum Ausfall der gesamten Anlage führen.

Ständiges Anliegen der Betriebstemperatur

Auch für die Warmwasserbereitung hat der Einsatz der GE 556–1 Vorteile: So ist im Primärkreis der Wohnungsübergabestation ein Bypassventil verbaut, das stets einen geringen Durchfluss und ein sofortiges Anliegen der Betriebstemperatur gewährleistet. Durch den Bypass herrscht im Primärkreis eine stetige Zirkulation – auch, wenn gerade kein Warmwasser angefordert ist. Dadurch liegt beispielsweise auch im Sommer, wenn kein Heizbetrieb stattfindet, das Primärwasser sofort am Wärmetauscher zur Trinkwassererwärmung an und die gewünschte Wassermenge kann unmittelbar mit entsprechender Temperatur und in ausreichender Menge zur Verfügung gestellt werden. Besonders wichtig ist das bei den Stationen, die am Ende des jeweiligen Stranges der Primärleitung liegen. Alternativ könnte am Strangende auch der thermostatische Bypass R158AY montiert werden, um eine noch bessere Energieeffizienz zu erzielen.

Die Wohnungsübergabestation von verfügt über eine hohe Wärmetauscher-Nennleistung von 49 kW. Sie ist als Komplettsystem für ein Gebäude beziehungsweise eine Wohneinheit konzipiert, das heißt, auch die Zähler für Trinkwasser und Wärme konnten integriert werden. Für die Heizungsanlage wurden außer den Verteilern und einem Raumthermostat zur Regelung durch die Nutzer, das sich jeweils im Hausflur befindet, keine weiteren Komponenten benötigt. Dank des modularen Aufbaus ließen sich die Stationen ohne Probleme individuell auf den Einsatz in den Neubauten in Magdeburg anpassen und sind seit April 2016 beanstandungsfrei im Einsatz.