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In der Verkleidung hinter dem sogenannten Ölvitalbett befindet sich die gesamte Wärme- und Lüftungstechnik einschließlich einer Mikro-Wärmepumpe.
© Werner Willfurth Architekten
Energieoptimierte Hotelsanierung
01.12.2016

Die Technikstation mit kompletter Wärme-, Kühlungs- und Lüftungstechnik befindet sich hinter der Verkleidung zwischen Bad und Zimmer. Für eine Wartung kann der sogenannte Climatower aus der Einbaunische herausgezogen werden.
© Hochschule Rosenheim

Das Schema zeigt die technische Verknüpfung von Zimmerebene über den Neutralleiter des Kälte- und Wärmespeichers im Heiz- und Kühlfall.
© Hochschule Rosenheim

Das Energieschema zeigt die dezentrale Wärme-, Kühlungs- und Lüftungstechnik in den einzelnen Zimmern. Diese wird auf der Systemebene durch ein gebäudezentrales Warm- und Kaltwassernetz, den Neutralleiter, unterstützt.
© Hochschule Rosenheim

Mikro-Wärmepumpen beheizen Hotelzimmer

Für Raumwärme und Warmwasser sorgt ein ungewöhnliches Technikkonzept im Münchener Livinghotel am Viktualienmarkt. Jedes Hotelzimmer verfügt über eine Mikro-Wärmepumpe mit Pufferspeicher. Ein Neutralleiter verknüpft alle Räume untereinander auf niedrigem Temperaturniveau und dient den Wärmepumpen als Wärmequelle. Zwei Jahre erfasste und bewertete die Hochschule Rosenheim die Energieströme. Die Ergebnisse sind vielversprechend.

Die Hotelkette Derag Livinghotels entschied sich, ein sanierungsbedürftiges Wohngebäude am Viktualienmarkt zu einem Komfort-Hotel umzubauen und energetisch zu modernisieren. Das Gebäude wurde mit einer sehr guten Dämmung und dreifach verglasten Fenstern ausgestattet. Das führte zu einem durchschnittlichen U-Wert der Gebäudehülle von 0,52 Watt pro Quadratmeter und Kelvin. Die Energieversorgung erfolgt ausschließlich über Strom. In der Regel unterliegt der Warmwasserbedarf in einem Hotel sehr großen Schwankungen. Daher besteht die Gefahr, dass vermehrt Legionellen im Brauchwasser auftreten können. Aus diesem Grund sieht die zentrale Gebäudetechnik hohe Vorlauftemperaturen von mehr als 60 Grad Celsius oder dezentrale Elektro-Boiler vor. Das führt im Gegenzug dazu, dass der Energieverbrauch und auch die Kosten steigen. Daher verfolgten die Anlagenhersteller im Projekt „Sanierung zum nachhaltigen Hotel“ einen neuen Ansatz. Sie statteten dazu jedes Zimmer sowie die Apartments mit einer dezentralen Technikstation aus.

Eine Mikro-Wärmepumpe für jedes Zimmer

Eine Wärmepumpe mit Pufferspeicher, die Technikstation, deckt jeweils den Bedarf an Trinkwarmwasser und Raumwärme für ein Zimmer oder ein Apartment. Die thermische Leistung der Wärmepumpe liegt zwischen fünf und sieben Kilowatt, der Speicher fasst 160 Liter. Die Wärmeabgabe an den Raum übernimmt eine Heiz- und Kühldecke. Diese enthält ein Leitungssystem, das je nach Bedarf mit warmem oder kaltem Wasser durchströmt wird.

Neutralleiter vernetzt das Gebäude

Ein Zweileitersystem, der Neutralleiter, durchzieht das gesamte Gebäude und vernetzt alle Räume miteinander. Das Temperaturniveau des Leiters liegt zwischen 11 und 17 Grad Celsius. Dieses System dient den Wärmepumpen als Wärmequelle. Möchte der Gast den Raum kühlen, wird die Kälte direkt vom Neutralleiter in die Kühldecke geleitet. So sorgt der Warmwasser- und Heizungsbedarf in einem Zimmer gleichzeitig für die Kühlung in einem anderen Zimmer. In dieser Doppelnutzung liegt das hohe Einsparpotenzial des Systems. Damit die Kälte und Wärme zwischengespeichert werden kann, ist der Neutralleiter mit einem zentralen Wärme- und einem zentralen Kältespeicher verbunden. Diese dienen als kurz- oder mittelfristige Pufferspeicher für nicht genutzte Energie.

Ein kniffliges Energiekonzept bewährt sich

Die Ergebnisse des zweijährigen Monitorings sind vielversprechend. Im ersten Bilanzjahr betrug der elektrische Endenergieverbrauch für Wärme und Trinkwarmwasser 31 Kilowattstunden pro Quadratmeter und Jahr. Damit schneidet das Hotel im deutschlandweiten Vergleich sehr gut ab. Der geringe Stromverbrauch konnte im zweiten Bilanzjahr mit 28 Kilowattstunden pro Quadratmeter und Jahr sogar weiter gesenkt werden. Eine Querschnittsanalyse der Bergischen Universität Wuppertal zeigte, dass Hotels in Deutschland mit vergleichbarem Standard einen Endenergieverbrauch von durchschnittlich 150 Kilowattstunden pro Quadratmeter und Jahr aufweisen – dann in der Regel jedoch mit Gas oder Fernwärme als Wärmeerzeuger. „Das Technikkonzept mit einer Wärmepumpe pro Zimmer und deren Wärme- und Kälte-Doppelnutzung über den Neutralleiter ist zusammen mit der gut gedämmten Gebäudehülle ein entscheidender Grund für den niedrigen Verbrauchswert“, erklärt Professor Uli Spindler von der Hochschule Rosenheim.

Die Versorgung des Hotels mit Wärme und Kälte beruht auf zahlreichen dezentralen Einheiten, die über einen Neutralleiter mit zentralen Bestandteilen, dem Systempuffer, einem Wärme- und einem Kältespeicher verbunden sind. Dieses Konzept stellt große Anforderungen an die Regelungstechnik. „Die Analysen zeigten, dass der Betrieb des komplex anmutenden Systems zuverlässig läuft. Nur die Leistung der Kühldecken, der hohe Hilfsenergieverbrauch und die Rückkühlung bereiten noch Probleme“, sagt Spindler. Um die Kühlung zu unterstützen, wurde entgegen des ursprünglichen Konzepts eine Kompressionskältemaschine in das System integriert, deren Rückkühler auch zur Freikühlung genutzt werden kann. Diese speist den zentralen Kältespeicher.

Neben der Erfassung von Verbrauchsdaten ist ein wichtiges Ziel des Monitorings, mögliche Betriebsfehler aufzudecken und Optimierungsmaßnahmen einzuleiten. Auffällig war beispielsweise der hohe Stromverbrauch der Pumpen des Neutralleiters. Dieser betrug circa 20 Prozent des gesamten Verbrauchs der technischen Gebäudeausrüstung. Das führte dazu, dass die Arbeitszahlen der Wärmepumpen schlechtere Werte erreichten. Die Pumpen wurden daher für den tatsächlichen Bedarf neu ausgelegt und ersetzt. Nun ist der Betriebspunkt optimal an den Volumenstrombedarf angepasst. Damit ließ sich die Störanfälligkeit reduzieren und der Stromverbrauch der Pumpen um fast 30 Prozent senken.

Das dezentrale Energiesystem mit Mikro-Wärmepumpe wurde mit dem Bayerischen Energiepreis 2014 ausgezeichnet.

(mm)

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Adressen

Projektleitung Monitoring
Hochschule Rosenheim

Links

Livinghotel am Viktualienmarkt in München
Homepage des Projektstandorts

Energieverbrauch in der Hotellerie
Publikation zugänglich über die Webseite der Forschungsinitiative EnOB

Sanierung zum nachhaltigen Hotel mit dezentralem Technikkonzept
Projektvisitenkarte der Forschungsinitiative EnOB

Forschungsinitiative EnOB
Projekte, Berichte, Nachrichten und Analysen aus der Forschung für Energieoptimiertes Bauen

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