Erdwärmenutzung mit Luft-Wärmepumpe 13.08.2021, 12:28 Uhr

Maßgeschneiderte Energietechnik für Hotelprojekt in Büsum

Eine Standardlösung ließ sich für das „Lighthouse“-Hotel Büsum nicht realisieren: Weil sich sowohl Bauherr als auch Hersteller Sorgen zu den Schallemissionen der beiden großen Gasmotor-Wärmepumpen machten, rüsteten sie sie kurzerhand von Umgebungsluft als Energiequelle auf Geothermie um.

Mit den verschiedenen Stilfassaden-Elementen passt sich das „Lighthouse“-Hotel Büsum der Hafenidylle an. Foto: Genath

Mit den verschiedenen Stilfassaden-Elementen passt sich das „Lighthouse“-Hotel Büsum der Hafenidylle an.

Foto: Genath

Architektonisch entschieden sich die Investoren des „Lighthouse“-Hotels Büsum nicht für einen weiteren „abgebrochenen Zahn“ eines unregelmäßig gezackten Kamms, zu dem die heutigen Baumeister mehrheitlich das meerseitige Panorama ehedem reizvoller Küstenbadeorte verbetonieren. Das Büro Ladehoff, Hardebeck, reihte, von außen betrachtet, Fronten im Stil vormaliger Kapitäns- und Fischerhäuser aneinander und schuf so eine stilvolle Fassade, die unter anderem 110 Zimmer und Appartements, drei Restaurants, Konferenzräume, einen Spa-Bereich mit zehn Behandlungszimmern und drei Saunen, natürlich Bars und noch weitere Einrichtungen umfasst. Gäste in den Ostzimmern blicken auf die Krabbenkutter im Hafen, die in den Westzimmern aufs Meer Richtung Helgoland.

Den Anfang machte die „Bretterbude“

In Büsum steht noch der alte Leuchtturm am Hafen und seit 2019 nun also auch auf der Promenade das „Lighthouse“-Hotel. Mit umweltschonender Energietechnik im neo-historischen Gewand. Der Bauherr, die Heimathafen Hotels GmbH (St. Peter-Ording), hat sich auf ungewöhnliche Unterkünfte spezialisiert. Vor 15 Jahren begann es mit der „Bretterbude“ in Heiligenhafen an der Ostsee, einer Herberge in erster Linie gedacht für Surfer mit schmalem Budget und keiner Platzangst in Zimmern mit zum Teil nur gut zehn Quadratmeter Fläche und gemütlicher Rumpelkammeratmosphäre. Weitere Hotels für ausgewählte Zielgruppen kamen hinzu. Firmengründer und -chef Jens Sroka „Wir haben in Büsum mit dem ‚Lighthouse‘ unser schickstes Haus gebaut, weil das besser zu dem Ort passt.“ Im Mai 2021, auf einer Journalistenreise, zu der der Bundesverband Wärmepumpe eingeladen hatte und die in Büsum Station machte, trug zum Leidwesen des Unternehmers der Chic noch keine Früchte: Lockdown …

Für die Attribute frisch und zeitgemäß, die die Heimathafen GmbH für sich in Anspruch nimmt, wäre die Installation klassischer Energietechnik ein Widerspruch. Das „Lighthouse“ erhielt deshalb zwei Gasmotor-Wärmepumpen plus Kraft-Wärme-Kopplung (KWK). Die Erdwärme kommt via Sonden direkt vom Grund unter dem Komplex. Das eigene Blockheizkraftwerk in der Technikzentrale erhöht die Nachhaltigkeit. Eine Software kontrolliert den Betrieb der Anlage und bemüht sich um ein optimales Strom-Last-Management. Insgesamt muss die Heizungsanlage gut 14.000 Quadratmeter beheizen und kühlen. Die Wärme wird im Gebäude über Flächenheizung, Fußbodenheizung und ein Lüftungssystem verteilt.

Stromrechnung zu hoch

Den Ausschlag für zwei Gasmotor-Wärmepumpen anstelle von Elektro-Wärmepumpen gab eine Bilanzierung der drei Punkte Wirtschaftlichkeit, Emissionen, Energiekosten. Die Ergebnis spricht vorrangig in Gebäuden und Anlagen mit hohem Kühlungs- und Heizbedarf für den Gasanschluss, vor allem in der speziellen Variante Gasmotor-Luft-Wärmepumpe plus KWK, wie in Büsum realisiert. Denn neben der gesammelten Umweltwärme steht auch die Abwärme beider Gasmotoren für die Wärmeerzeugung zur Verfügung. Das gestattet, mit der Gas-Wärmepumpe günstig und in kurzer Zeit sehr hohe Temperaturen zu liefern – ein entscheidender Vorteil gegenüber elektrischen Wärmepumpen, die typischerweise bei nur mäßigen Vorlauftemperaturen effizient arbeiten. Auf diese Weise erreichen Gasmotor-Wärmepumpen mit Umgebungsluft als Energiequelle Leistungszahlen von knapp 2. Damit liegt der COP (Coefficient of Performance) niedriger als bei elektrischen Wärmepumpen ähnlichen Typs. Es gilt aber auch, dass mit dem Einsatz von Erdgas als Primärenergieträger gegenüber Strom wesentlich weniger Umwandlungs- und Transportverluste entstehen. Das Gebäudeenergiegesetz schreibt für Berechnungen einen Primärenergiefaktor Gas von 1,1 vor und für den Strommix 1,8. Das heißt, bei höheren Vorlauftemperaturen schmilzt der Umweltvorteil der strombasierten Luft-Wärmepumpe gegenüber dem Verbrennungsmotor spürbar ab. Da Gas nun mal rund viermal weniger als Strom kostet, geht bei Vorlauftemperaturen oberhalb 45 oder 50 Grad Celsius und größeren Objekten der Preisvorteil nur noch in Maßen zu Lasten der Nachhaltigkeit.

Plattenwärmetauscher statt Axialventilatoren

In der Originalversion konfiguriert Hersteller Yanmar die in Büsum installierten Gasmotor-Wärmepumpen als Luft-Wasser-System mit Verdampfer/Kondensator zur Außenaufstellung (Typ ENCP 850). Nur stellte sich die Frage: Wohin damit? Den Schallpegel der Ventilatoren für zweimal 120 Kilowatt so abzufangen, dass weder die erholungssuchenden Hotelgäste noch Nachbarn reklamierten, könnte Probleme bereiten. Yanmar rüstete deshalb den Typ auf Geothermie um, indem der Hersteller die Ventilatoreinheiten durch Plattenwärmetauscher ersetzte und so die komplette Technik im Hotelgebäude unterbringen konnte. Lanzen versorgen die Aggregate mit Erdwärme. Natürlich erhöhte sich dadurch das Invest – was eine erhöhte Zimmerbelegung auffangen sollte, so die Erwartung.

KWK mit 30 Kilowatt elektrisch und 63 Kilowatt thermisch (RMB) und Gasmotor-Wärmepumpe mit 120 Kilowatt Leistung.

Foto: Genath

Als BHKW wählten die Planer den Typ NeoTower 30.0 mit 30/63 Kilowattstunden elektrisch/thermisch von RMB Energie aus dem norddeutschen Saterland. Die elektrische Leistungsmodulation gibt RMB mit 15 bis 30, die thermische mit 40 bis 63 Kilowatt an. RMB gehört mittlerweile zum Yanmar-Konzern. Die Verbindung kommt nicht nur dem Zusammenspiel der beiden Komponenten zugute. Nach und nach will man auch die Gasmotoren in den Modellreihen der RMB-KWK durch Yanmar-Motoren ersetzen.

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Von Dipl.-Ing. Bernd Genath, freier Fachjournalist aus Düsseldorf

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