Viessmann: Heizen und Kühlen fast ohne CO2-Ausstoß

Ein zukunftweisendes Konzept zur Versorgung mit Heiz- und Kühlenergie wird in der Stuttgarter Nordbahnhofstraße realisiert. Hier baut die Siedlungswerk GmbH Wohnungs- und Städtebau mit Sitz in Stuttgart ein Quartier mit insgesamt 125 Wohnungen. Die werden unter anderem mit Eis geheizt und gekühlt.

Das Grundstück für das neue Quartier an der Nordbahnhofstraße in Stuttgart liegt zwischen dem Pragfriedhof und dem zukünftigen Stadtteil Rosenstein entlang des gleichnamigen Parks. Mit der wohnbaulichen Entwicklung der südlichen Nordbahnhofstraße wird erstmals das Stuttgarter Innenentwicklungsmodell (SIM) umgesetzt. 

Projektiert sind sieben Gebäude mit fünf bis sechs Geschossen. Entlang der östlichen Grundstücksgrenze entstehen vier Mehrfamilienhäuser in der Form eines U. Drei Stadtvillen umrahmen die grüne Mitte am westlichen Rand des Grundstücks. Alle Gebäude werden den Effizienzhaus 55-Standard der Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) erfüllen. Mit einem Primärenergiebedarf zwischen 27,4 bis 31,5 kWh pro m² beheizter Fläche und Jahr unterschreitet das Projekt deutlich die Vorgaben der Energieeinsparverordnung (EnEV). Eine gemeinsame Tiefgarage inklusive zahlreicher Fahrradabstellplätze erschließt alle Gebäude.

Bausteine für die klimaneutrale Stadt

Im Untergeschoss ist auch die gemeinsame Heizzentrale untergebracht. Im Erdreich, neben dem Gebäude, befindet sich ein Eis-Energiespeicher der Ludwigsburger Firma Viessmann Eis-Energiespeicher GmbH. Der Betonquader ist 18 m lang, fast 9 m breit und 6 m hoch. Gefüllt wird er mit 800.000 l Wasser und mehreren hundert Metern Kunststoffrohren, die dem Wasser Wärme zuführen oder entziehen.

Der Eis-Energiespeicher konserviert Energie auf einem niedrigen Temperaturniveau bis circa 20 °C und dient als Puffer für gleich mehrere Energieträger, die das Quartier mit Heizwärme versorgen werden. Eine elektrische Wärmepumpe des Herstellers Viessmann nutzt mit 150 Kunststoff-Absorbern die Energie der Umgebungsluft und der Sonne auch in der kälteren Jahreszeit. Der ungedämmte Speicher nimmt zudem Wärme oder Kühle des umgebenen Erdreichs auf. Die Wärmepumpe „hebt“ die Temperatur dann auf das fürs Heizen nötige Niveau an. Angetrieben wird sie von einem gasbetriebenen Blockheizkraftwerk (BHKW), dessen Abwärme ebenfalls zum Heizen genutzt wird.

Der durch das BHKW erzeugte Strom sowie der Sonnenstrom einer Photovoltaikanlage werden vorrangig im Gebäude und für den Allgemeinstrom der Nutzer selbst genutzt. Auch E-Bikes und Elektroautos sollen mit dem selbst erzeugten Strom unterwegs sein.

Heizen mit Eis

Der Clou: Ein Teil der Heizwärme stammt aus Eis, genauer gesagt aus der Kristallisationsenergie. Sie wird frei, wenn Wasser zu Eis gefriert. Im Eisspeicher wird dieser Wechsel des Aggregatzustandes während der Heizperiode durch den Wärmeentzug der Wärmepumpe herbeigeführt. Dabei wird dieselbe Energiemenge frei, wie wenn ein Liter Wasser von 80 °C auf 0 °C abgekühlt wird. Wird das Eis bei wärmerem Wetter wieder aufgetaut, kann dieser Prozess beliebig oft wiederholt werden. Dabei ist die Technik nahezu wartungsfrei. Am Ende der Heizperiode wird gezielt Eis gebildet. Dieses steht dann an heißen Tagen als Kältequelle zur Verfügung, mit der die Wohnungen über die Fußbodenheizungen temperiert werden können. Über die Solar-Luftabsorber können die - auch im Sommer - niedrigeren nächtlichen Außentemperaturen genutzt werden, um das Wasser im Speicher oder das Gebäude selbst abzukühlen. So wird die Phase des sogenannten „natural cooling“ deutlich verlängert.

„Der Eis-Energiespeicher im Quartier Rosensteinviertel ist für uns eine vielversprechende Technologie. Die Kombination aus hoher Speicherkapazität und sehr geringen Speicherverlusten sind ideale Voraussetzungen für Langzeitspeicher und werden für unsere Energiekonzeptionen auch in Zukunft ein wichtiger technologischer Fortschritt sein“, sagt Ulf Kühn, Geschäftsführer der ImmoTherm GmbH. Als Tochterunternehmen des Siedlungswerks plant und errichtet ImmoTherm regenerative Energiekonzeptionen in den Quartieren des Siedlungswerks und betreibt diese langfristig.

Preiswertes Kühlen im Sommer

Moderne Architektur setzt häufig auf große Glasfronten um passiv Solarenergie zu gewinnen. „Daraus ergibt sich im Sommer ein höherer Kühlbedarf“, erläutert Heiko Lüdemann, Geschäftsführer der Viessmann Eis-Energiespeicher GmbH, die den riesigen Energiepuffer geplant hat. „Die Kosten für die Bereitstellung von Kühlenergie können mit dem Eisspeichersystem um bis zu 99 % gesenkt werden, da Eis am Ende der Heizperiode als thermisches ´Abfallprodukt´ kostenfrei zur Verfügung steht“, so Lüdemann weiter. Auch sonst werden die künftigen Eigentümer und Mieter von geringen Nebenkosten für Heizung und Warmwasser profitieren. Das gute Gefühl, ökologisch einen recht kleinen Fußabdruck auf der Erde zu hinterlassen, gibt es gratis dazu. Die Fertigstellung ist des Eis-Energiespeichersystems ist bis Oktober 2016 geplant. Das gesamte Bauvorhaben soll bis März 2017 bezugsfertig sein.