Weg vom Öl, hin zur selbstständigen Stromerzeugung – dieses Konzept verfolgte man bei der Heizungsmodernisierung eines Integrativen Kindergartens in Brakel (Nordrhein-Westfalen). Deshalb entschied sich der Träger gemeinsam mit dem beauftragten Fachplaner für eine Kombination aus BHKW und Gas-Brennwertkessel.
Im Kindergarten St. Raphael in Brakel kommen täglich etwa 55 Kinder zusammen, unter ihnen rund 36 mit besonderem Förderbedarf im motorischen und sprachlichen Bereich. Das BHKW Remeha ELW produziert 20 kWel und 43 kWth Energie. Kompakt, aber leistungsstark – so eignet sich der Gas-Brennwertkessel Gas 210 ECO PRO ideal für den Einsatz in dem Kindergarten. Auf dem Display der Regelung können zahlreiche technische Details abgelesen werden, wie hier zum Beispiel die aktuelle Kesseltemperatur. Jörn Becker von der Firma PA-BRA aus Brakel demonstriert, wie die Regelung des BHKW vonstattengeht. Auf dem Display der BHKW-Regelung lassen sich u. a. die thermischen und elektrischen Leistungsdaten abrufen. Drei Pufferspeicher mit jeweils 750 l mussten im engen Heizungsraum Platz finden. Der Blick hinter die Anlage zeigt die Anbindung der einzelnen weiterführenden Installationen. Bilder: Remeha GmbH Kindergarten St. Raphael
Der Integrative Kindergarten St. Raphael, der seit 1973 im Brakeler Ortsteil Erkeln besteht, befindet sich in der Trägerschaft des Caritasverbandes für den Kreis Höxter e. V. Unter seinem Dach kommen inzwischen etwa 55 Kinder zusammen, unter ihnen rund 36 mit besonderem Förderbedarf im motorischen und sprachlichen Bereich. Sie werden dort in zwei Integrationsgruppen und drei heilpädagogischen Gruppen von insgesamt 30 Mitarbeitern betreut. Das Angebot an pädagogischen und therapeutischen Maßnahmen ist breit gefächert und an die Bedürfnisse der Kinder angepasst. So wurde im Zuge eines Umbaus der Kindergarten um ca. 150 m
2 vergrößert. Auf nun rund 1.206 m
2 gibt es verschiedene Gruppen-, Therapie- und Sinneserfahrungsräume. Auch eine Gymnastikhalle und ein Therapieschwimmbad mit etwa 41 m
3 Wasserinhalt stehen zu therapeutischen Zwecken zur Verfügung.
Mit den gestiegenen Anforderungen an die Heizungs- und Warmwasserversorgung konnte der alte Öl-Gebläse-Kessel mit 225 kW Nennwärmeleistung nicht mehr mithalten. Aus diesem Grund engagierte der Caritasverband Axel Schadow vom Ingenieurbüro Potthast aus Steinheim zur Planung einer neuen Heizungsanlage. Als Heizungsbauer holte er sich Jörn Becker von PA-BRA aus Brakel an seine Seite.
Wirtschaftlichkeitsbetrachtung
Der nach DIN 4701 errechnete Heizwärme-Energiebedarf des gesamten Gebäudekomplexes beläuft sich auf fast 235.000 kWh/a. Davon entfällt ein großer Teil auf den Betrieb des Schwimmbads, dessen Wassertemperatur stets auf 35°C gehalten werden muss. Um aufzuzeigen, welche Einsparung durch die Installation eines BHKW möglich ist, führte Fachplaner Schadow gemeinsam mit Remeha eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung durch.
Ausgegangen wird hierbei von einer produzierten Wärmearbeit von 217.637 kWh/a sowie einer produzierten Stromarbeit von 99.202 kWh/a bei einer Laufzeit des BHKW von 5.061 h/a. Rechnet man den Ertrag sowie Aufwand des BHKW, den Überschuss, die Investition und Finanzierung gegeneinander, ergibt sich eine Amortisationszeit von etwa fünf Jahren. Nach 10 Betriebsjahren wird ein Überschuss von 48.000 € erreicht.
Daher entschied man sich für die Installation eines BHKW Remeha ELW 20-43 und eines Gas-Brennwertgeräts vom Typ Gas 210 ECO PRO sowie drei Pufferspeichern. Sämtliche Anlagenkomponenten stammen aus dem Hause Remeha. Die Wärmeverteilung sowie die hydraulische Weiche wurden ebenfalls erneuert. Aus der alten Heizungsanlage wurde lediglich ein 500 l fassender Warmwasserspeicher eingebunden. Die Umbauarbeiten fanden während des laufenden Kindergartenbetriebs statt. Die Wärmeabgabe an die Räume erfolgt weiterhin über Flächenheizungen sowie Heizkörper, sechs Heizkreise sind hierfür notwendig.
BHKW für Grundlast
Generell spricht für den Einsatz des Remeha ELW, dass die eingesetzte Primärenergie effizienter genutzt wird, was eine hohe Wirtschaftlichkeit mit sich bringt. Im Vergleich zu einer ungekoppelten Strom- und Wärmeproduktion kommt dieses Gerät mit etwa 40 % weniger Erdgas als Primärenergie aus. Strom und Wärme werden direkt dort erzeugt, wo sie benötigt werden – Verluste sind so minimiert. Darüber hinaus werden fossile Energieträger eingespart und CO
2-Emissionen um bis zu 60 % reduziert. Dabei produziert das ELW 20 kW
el und 43 kW
th Leistung. Zusätzlich wartet es mit weiteren technischen Details auf:
- serienmäßige Ausstattung mit Brennwerttechnik
- wassergekühlter Asynchrongenerator
- geregelter Drei-Wege-Katalysator
- Gesamtwirkungsgrad von bis zu 105 %
- kompakte Abmessungen
- lange Wartungsintervalle (bis zu 6.500 Stunden)
- Fernüberwachung über OC-Modul
- Montage an bestehende Anschlüsse
Um möglichst hohe Laufzeiten bei dem BHKW zu erreichen, wird dieses zur Deckung der Grundlast eingesetzt. Das Gas-Brennwertgerät schaltet lediglich bei Bedarf in den kalten Wintermonaten von Dezember bis Februar hinzu. Die Wartung des im Kindergarten eingesetzten BHKW erfolgt über Remehas Kooperationspartner 2G Home aus Heek. Betrieben wird das ELW mit Erdgas L, als Abgasweg kam ein Polypropylen-Rohr mit 80 mm Durchmesser zum Einsatz, welches im bestehenden Schornsteinschacht installiert wurde.
Gas-Brennwertgerät als Zusatz
Zusätzlich zum ELW wurde ein bodenstehendes Gas-Brennwertgerät aus der Serie Gas 210 ECO PRO von Remeha installiert. Seine Nennwärmeleistung beläuft sich auf 120 kW bei einer Modulation zwischen 18 und 100 %. Die dauerhaft sichere Betriebsweise wird durch die robusten Anlagenkomponenten gewährleistet, unter anderem durch den Wärmetauscher aus korrosionsbeständigen Aluminiumguss-Gliedern.
Die Besonderheit dieses Kessels ist seine kompakte Ausführung, die unter anderem alle Regel- und Sicherheitsarmaturen sowie die Kesselpumpensteuerung enthält. Der Gas 210 ECO PRO wird fertig montiert und voreingestellt geliefert. Er lässt sich problemlos durch eine 80er-Normtür einbringen und benötigt nach der Aufstellung nur 0,5 m
2 Platz. Inspektion und Wartung können von vorn oder von oben durchgeführt werden. Von diesem Aspekt profitierte der Heizungsbauer PA-BRA bei der Heizungsinstallation im Kindergarten St. Raphael, da er dort besonders beengte Platzverhältnisse vorfand.
Zur Regelung verfügt der Gas-Brennwertkessel über ein Kesselschaltfeld mit LCD-Display inklusive der Kesselsteuerung ComfortMaster. Auch für diesen Wärmeerzeuger wurde ein bestehender Schornsteinschacht genutzt, in den ein einwandiges PP-Rohr mit 160 mm Durchmesser gezogen wurde.
Weitere Komponenten
Zwischengespeichert wird die Wärme in drei Schichtenpufferspeichern der Serie P 750 von Remeha mit einem Fassungsvermögen von jeweils 750 l. Der Speicher-Behälter besteht aus hochwertigem Stahlblech, welches mit einem schwarzen Rostschutzmittel beschichtet ist. Zur hohen Anlageneffizienz trägt die Wärmedämmung der Speicher aus FCKW-freiem Weichschaum mit weißem PVC-Schutzmantel bei.
Gesteuert wird die Heizungsanlage über das Regelungssystem iSense Pro von Remeha. Mit ihr gelingt es mühelos, beide Wärmeerzeuger zu regeln und die sechs Heizkreise anzusteuern.
Fazit
Steigende Anforderungen an Wärme- und Warmwasserbedarf erfordern eine Anlagentechnik, die sich optimal anpasst. Im Kindergarten St. Raphael in Brakel erreichte man dies durch eine Anlagenkombination aus BHKW und Gas-Brennwertkessel von Remeha. Neben der Kosteneinsparung zur Wärmeerzeugung profitiert der Caritasverband als Träger zusätzlich von der Erzeugung des eigenen Stroms, der in das öffentliche Stromnetz eingespeist wird.
Bautafel
| Objekt: | Integrativer Kindergarten St. Raphael 33034 Brakel-Erkeln |
| Träger: | Caritasverband für den Kreis Höxter e.V. www.caritas-hx.de |
| Modernisierung: | 2014 |
| Planung: | IBP – Technische Gebäudeausrüstung und Umwelttechnik Ingenieurbüro Dipl.-Ing. H.-W. Potthast Axel Schadow 32839 Steinheim |
| Installation: | PA-BRA Technische Gebäudeausrüstung GmbH & Co. KG Jörn Becker 33034 Brakel www.pa-bra.de |
| Altanlage: | Öl-Gebläse-Kessel mit 225kW Nennwärmeleistung |
| Neue Anlage: | 1 x BHKW Remeha ELW 20-43 1 x Gas-Brennwertkessel Gas 210 ECO PRO 120 kW 3 x Pufferspeicher P 750 |
| Hersteller: | Remeha GmbH 48282 Emsdetten www.remeha.de |