Heizungserneuerung im laufenden Betrieb

„Eine wohltuende Auszeit vom Alltag.“ Mit diesem Slogan wirbt das Allwetterbad Warstein inmitten des waldreichen Sauerlandes (NRW). Damit sich die Gäste wohlfühlen, wurde in einer Sanierungsmaßnahme die gesamte Heizungsanlage erneuert und die Trinkwasserbereitung auf einen modernen Stand gehoben. Bei beengten Platzverhältnissen kommen nun Wärmeerzeuger von Brötje zum Einsatz.

Das Allwetterbad in Warstein wurde im Jahr 1998 errichtet. Es hat vier Schwimmbecken mit Wasserfällen, einem Strömungskanal und Rutschen. Auch eine Saunalandschaft gehört dazu. 2016 entschied sich die Stadt Warstein als Bauträger für eine Modernisierungsmaßnahme: Der Austausch der vorhandenen Kesselanlage inklusive der Optimierung der gesamten Heizungsverteilung sowie die Umstellung der Trinkwarmwasserbereitung auf ein bevorratungsloses System. Auch die Optimierung der Regelungstechnik sollte im Zuge der Maßnahme umgesetzt werden. Es musste ein System gefunden werden, das mit dem geringen Platzbedarf auskam und eine Sanierung ohne jegliche Betriebsunterbrechung zuließ.

Vier Brennwertkessel

Das beauftragte Planungsbüro Kombiplan (Meschede) wählte eine zeitgemäße Gasbrennwert-Zentrale. Die zwei Niedertemperaturkessel aus den 90er-Jahren mit insgesamt 1665 kW wurden gegen „SGB“-Geräte aus dem Hause Brötje ausgetauscht. Zum Einsatz kamen drei „SGB 260“ und ein „SGB 215“ mit einer Gesamtleistung von rund 968 kW. Die in Kaskade geschalteten Wärmeerzeuger passen sich mit einem Modulationsbereich von 16 bis 100 % dem schwankenden Energiebedarf des Gebäudes an. „Das reduziert nicht nur den Energieverbrauch, sondern auch die Anzahl der Brennerstarts erheblich“, erklärt Kombiplan-Geschäftsführer Christoph Koch. Ein weiterer Vorteil der Kaskadenlösung liegt in der hohen Betriebssicherheit. Sollte ein Wärmeerzeuger ausfallen, z. B. während einer Wartung oder einer Störung, lässt sich die Wärmeversorgung mit den weiteren Geräten aufrechterhalten.

Eine besondere Herausforderung waren die beengten Platzverhältnisse. Die gesamte Kesselanlage musste durch teils schmale Gänge zu ihrem Aufstellort im Keller transportiert werden. Das war aber möglich, weil die Brötje-Geräte „SGB 215“ und SGB 260“ weniger als 700 mm in der Breite messen.

Einbindung von BHKW

Im Heizungsraum wurden die Wärmeerzeuger auf Kesselpodesten nebeneinander positioniert und provisorisch an den bestehenden Verteiler/Sammler angeschlossen. Bis zur Umstellung wurden die alten Kessel weiterbetrieben. So konnte das ausführende SHK-Unternehmen Beilmann aus Warstein einen unterbrechungsfreien Übergang realisieren. Dazu gehörte auch, das bereits bestehende BHKW in das neue Netz mit einzubinden. Die KWK-Anlage wird zukünftig als Hauptkessel (Master) eingesetzt und wurde bereits im Jahre 2004 installiert.

Um die Anlage möglichst effizient zu fahren, setzten die Planer auf eine hydraulische Trennung zwischen den Hoch- und Niedertemperaturkreisen – also zwischen BHKW- und Gas-Brennwertkessel-Kreis: Entweder versorgen die „SGB“-Geräte den Heizungsverteiler über eine hydraulische Weiche oder es werden die vier 2000-l-Pufferspeicher versorgt. Von dort beziehen auch die neuen Frischwasserstationen ihre Energie. Über sie erfolgt die Warmwasserbereitstellung im Durchlaufprinzip. „So kann mikrobiologischen Belastungen im System vorgebeugt werden. Es wird nur dann Warmwasser bereitgestellt, wenn es benötigt wird“, erklärt Christof Mestermann, Meister bei Firma Beilmann. Die Wärmeübertrager der Frischwasserstationen bestehen aus Edelstahl. Diese Entscheidung lag in der schwierigen Wasserqualität begründet: Für andere Materialien sind die besondere Wasserhärte und die elektrische Leitfähigkeit problematisch.

Die Abgase der raumluft abhängigen „SGB“-Anlage werden vom Keller aus in einer Abgaskaskade aus Polypropylen (PP) und einem Edelstahlhüllrohr rund 5 m durch einen alten Luft ansaugkamin über das Dach geführt. Vorher wird der pH-Wert der Abgase über eine Neutralisationsanlage angehoben.

Wärmeerzeuger mit integrierter Regelung

Damit der Kesselbetrieb mit dem größtmöglichen Komfort einhergeht, erfolgt die Regelung der Gas-Brennwertkessel über die integrierten „ISR“-Systemregler. Sie regeln die Kesseltemperatur witterungsabhängig gleitend und modulieren die Brenner je nach angeforderter Last. Serienmäßig integriert ist eine Kaskadenregelung. Mit ihr werden mehrere Wärmeerzeuger bedarfsgerecht und nach Wärmeabforderung geschaltet. Dabei sind unterschiedliche Laufzeitstrategien möglich. Diese Regelalgorithmen reichen allerdings für die Kesselfolgeschaltungen im Allwetterbad Warstein nicht aus, da für die Beladung der Pufferspeicher ein Kessel aus der Kaskade mit höherem Temperaturniveau ausgekoppelt werden muss.

Die Kaskadenregelung wird deshalb hier durch die DDC-Regelanlage realisiert. Die Kessel und das BHKW sind auf die Gebäudeleittechnik des Objekts geschaltet. So ist die Kommunikation untereinander und eine hohe Laufzeit der KWK gewährleistet.

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