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StartHotel+TechnikGebäude- und EnergietechnikBäckereiabwärme liefert Energie für Apartmenthaus: Heiße Brötchen heizen Boarding-House

Bäckereiabwärme liefert Energie für ApartmenthausHeiße Brötchen heizen Boarding-House

In der Bäckerei Füger in St. Gallen laufen nicht nur die Öfen heiß – in der Heizzentrale des Apartmenthauses schaltet eine „Exergiemaschine“ den Turbo an und bringt die Abwärme auf die nötige Temperatur, um Zimmer und Trinkwasser entsprechend zu versorgen.

Energieeffizienz bedeutet nicht nur Energie zu sparen, sondern auch, Energie smart zu nutzen, wenn sie ohnehin anfällt, wie im Boarding-House in der Metallstrasse im Schweizer St. Gallen. Der fünfgeschossige Bau wird gemischt genutzt: Im Erdgeschoss befinden sich die Bäckerei Füger mit Café beziehungsweise Restaurant sowie ein Empfang, von dem aus die 56 möblierten Apartments zugänglich sind. Das Dachgeschoss wartet mit einem Wellnessbereich und Dachterrasse auf.

Backbetrieb liefert Heizenergie

Die Bäckerei arbeitet nach dem Prinzip der Erlebnisgastronomie: In der „Sicht-Confiserie“ können die Gäste den Entstehungsprozess der Schokoladenspezialitäten des Hauses beobachten und den Mitarbeitenden in der Backstube bei der ­Zubereitung der Brote und Brötchen zuschauen.

Hier wird noch selbst gebacken – und viel Wärme produziert. Nicht nur Öfen und Herde sind in Betrieb, auch die Kälteanlage für die Kühlzellen und Gärapparate erzeugt Abwärme, die in vielen kleineren Backbetrieben ungenutzt bleibt. Hier hingegen wird dieser Energieüberschuss für die Warmwasserbereitung eingesetzt und kann so vom ganzen Haus genutzt werden.

Temperatur-Turbo in der Heizzentrale

Da die Abwärme der Kältetechnik nur mit rund 38 Grad Celsius anfällt, würde sie zum Betrieb der Fußbodenheizung in den Übergangsjahreszeiten ausreichen. Das Gebäude ist mit einem U-Wert von 0,16 gut gedämmt und somit für eine Niedertemperaturheizung bestens geeignet.

Doch Investor Ingmar Abler von der Immobilienverwaltung Abler in Weissbad und das Planungsbüro Vadea aus St. Gallen hatten noch mehr mit der Wärme vor und entschieden sich für eine Besonderheit: Sie rüsteten die Heizzentrale mit der von der Schweizer BMS-Energietechnik und ihrem deutschen Partner Varmeco entwickelten „Exergiemaschine“ aus. Die Anlage wurde durch die Firma Hälg & Co. aus St. Gallen installiert.

Die „Exergiemaschine“ ist eine Wärmepumpe, die im Gegensatz zu einer konventionellen Heizungswärmepumpe für relativ hohe Temperaturen und große Temperaturhübe ausgelegt ist. So kann sie als Turbo in der Heizzentrale eingesetzt werden, der in diesem Fall die Abwärmetemperatur von 38 Grad auf etwa 68 Grad Celsius anhebt – ausreichend für die hygienische Trinkwasserbereitung in den drei sogenannten Frischwasserstationen.

In der Größe eines Haushaltskühlschranks

Zur Funktion in einer Heizungs- und Warmwasseranlage benötigt die „Exergiemaschine“, die inklusive Schaltschrankteil so groß ist wie ein mittlerer Haushaltskühlschrank, einen Stromanschluss und einen Schicht-Wärmepuffer. Letzterer ist in den meisten jüngeren Anlagen vorhanden. An dem Wärmespeicher wird das Gerät über vier Muffen angeschlossen. Zwei befinden sich etwa in der Mitte, also auf mittlerem Temperaturniveau, einer oben in der warmen Temperaturzone und einer unten.

Die „Exergiemaschine“ entnimmt dem Wärmespeicher Wasser auf mittlerem Temperaturniveau, heizt einen Teil davon auf und speist ihn oben wieder in den Speicher. Den anderen Teil des entnommenen Wassers kühlt das Gerät ab, bevor er unten in den Speicher fließt. Dies führt zu einer guten Temperaturschichtung im Speicher und somit zu einem hohen Vorlauf zu den Verbrauchern und einem kühlen Rücklauf zur Wärmequelle.

Wann das Gerät arbeiten muss, ermittelt eine Steuerung anhand mehrerer Temperatur-Sensoren am Speicher. Denn die Temperaturwerte geben Aufschluss darüber, ob die Temperaturschichtung gut ist oder zum Beispiel durch eine lange Warmwasserzirkulation zerstört wird und somit der Einsatz der „Exergiemaschine“ sinnvoll ist.

Zwei Speicher, eine Temperaturschichtung

Im Boarding-House arbeitet die „Exergiemaschine“ nach demselben Prinzip, allerdings mit zwei Speichern, wie Planerin Alina Scheiwiller von Vadea ausführt: „Wir haben dort einen Niedertemperaturspeicher mit 2.130 Litern Fassungsvermögen und einen 3.400-Liter-Speicher für höhere Temperaturen vorgesehen. Es handelt sich bei beiden um Sonderspeicher, die vor Ort zusammengeschweißt wurden, damit sie leicht eingebracht werden konnten und in der Technikzentrale nicht zu viel Platz wegnehmen.“

Mit diesem Gesamtvolumen lassen sich die stetig anfallende Abwärme speichern und die für Wohngebäude dieser Art typischen morgendlichen Bedarfsspitzen ausgleichen. Die Temperaturschichtung erstreckt sich hier auf zwei Speicher, die miteinander gekoppelt sind: Die warme Seite der „Exergiemaschine“ ist am Hochtemperaturspeicher angeschlossen, die kalte Seite am Niedertemperaturspeicher.

„Mit zehn Kilowatt Nennwärmeleistung stellt das Gerät genügend thermische Energie aus der Abwärme bereit, um das Gebäude im Sommer und an milden Frühlings- und Herbsttagen mit Warmwasser zu versorgen“, betont Alina Scheiwiller. Im Winter und bei Spitzenlast deckt Fernwärme den zusätzlichen Bedarf. Dadurch und durch den hohen Wirkungsgrad der „Exergiemaschine“ (COP circa 5.0) ergibt sich ein energieeffizientes Wärmesystem.

Aufgrund der Energieeinsparung rechnet sich die junge Technik binnen weniger Jahre – und dies ohne Berücksichtigung der positiven Nebeneffekte. Denn das Gerät hebt nicht nur die Vorlauftemperatur an, es kühlt zugleich auch den Rücklauf zur Wärmequelle. Dies wirkt sich unter anderem positiv auf den Wirkungsgrad einer Kälteanlage aus und hilft, vom Fernwärmebetreiber geforderte Rücklauftemperaturen in allen Lastsituationen einzuhalten, sogar bei längerer Warmwasserzirkulation.

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