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- Bei der Wohn- und Pflegeeinrichtung St. Josefshaus wurde die in acht von zwölf Gebäuden angeord-nete Wärmeversorgung in einer Energiezentrale mit Nahwärmenetz zusammengefasst.
- Durch die Zusammenfassung konnte auch ein BHKW (49 kW<sub>el</sub>) installiert werden, sodass dem ehemaligen Stromverbrauch der Wärmeversorgung von 229 MWh/a nun eine Einspeisung von 90 MWh gegenübersteht.
- Durch die Modernisierung konnte der Energieverbrauch für die Wärmeversorgung nahezu halbiert werden. Die Modernisierung wird sich nach aktueller Prognose spätestens nach zehn Jahren amortisieren.
Als Orden mit einer über 150 Jahre langen Tradition haben sich die Franziskanerbrüder vom Heiligen Kreuz insbesondere dem Ziel verschrieben, hilfebedürftige Menschen bestmöglich zu unterstützen – sowohl medizinisch und therapeutisch, als auch menschlich. In Rheinland-Pfalz betreibt die Gemeinschaft sieben Wohn- und Pflegeeinrichtungen, die größte davon ist das St. Josefshaus Abb. 1 mit Klosterbereich und Kirche in der Ortsgemeinde Hausen (Wied). Dort werden über 300 Menschen betreut, die aufgrund von Alter, Behinderungen, Erkrankungen oder schwerwiegender Hirnverletzungen auf Hilfe angewiesen sind.
Veraltete Wärmeversorgung
Durch Erweiterungen im Laufe ihrer Geschichte ist die Einrichtung inzwischen auf insgesamt zwölf Gebäude angewachsen. Steigende Energiepreise haben dazu geführt, dass die Wärmeversorgung des Komplexes in den vergangenen Jahren immer stärker hinterfragt wurde. Schon aufgrund der Altersstruktur war klar, dass aktuelle Technik größere Einsparungen bei den Betriebskosten ermöglichen würde. „Zudem sehen wir den verantwortungsvollen Umgang mit den natürlichen Ressourcen als Ideal an, das den Prinzipien unseres Gründers Bruder Jakobus Wirth entspricht“, führt Thomas Heucher, Verwaltungsleiter des St. Josefshauses, einen weiteren Grund für die Sanierung ins Feld.
Die Energieerzeugung erfolgte dezentral in acht Häusern mit Gas- und Öl-Heizkesseln, deren Alter von 15 bis hin zu 45 Jahren reichte – eine Folge zahlreicher Erweiterungen und Sanierungen im Heizungsbereich. Dieses Stückwerk trieb jedoch die Kosten in die Höhe und erhöhte auch die Störungs- und Ausfallwahrscheinlichkeit. Somit entschloss sich der Orden zu einer umfassenden Sanierung, die gleicher-maßen eine energieeffiziente und sichere Wärmeversorgung sicherstellen sollte.
Nahwärme-Konzept
Mit dem Projekt beauftragte die Verwaltung das Ingenieurbüro für Technische Gebäudeausrüstung Ufermann. Geschäftsführer Dipl.-Ing. (FH) Thomas Alt entschied sich für eine Kooperation mit Elco: „Wir haben bereits in der Vergangenheit erfolgreich mit dem Unternehmen zusammengearbeitet und konnten uns somit von des-sen technischen Kompetenzen und Serviceleistungen überzeugen.“
Gemeinsam wurde ein Konzept erarbeitet, in dessen Mittelpunkt die Errichtung eines Nahwärmenetzes stand. Die Lösung beinhaltete ein Blockheizkraftwerk (BHKW), zwei Gas-Brennwertheizkessel, einen Öl-Niedertemperaturheizkessel sowie die Erneuerung der vorhandenen Gebäudeleittechnik durch ein intelligentes System, das die komplette zentrale Heiztechnik über diverse Schnittstellen verbindet und ansteuert.
BHKW und Gas-Brennwertheizkessel
Das Elco-BHKW vom Typ GB 49-90 Abb. 2 erzeugt eine elektrische Leistung von 49 kW und hat eine Nennwärmeleistung von 90 kW. Damit deckt es 40 % des Strombedarfs des St. Josefs-hauses und einen Teil der Grundlast der Wärmeversorgung. Die übrige Grundlast sowie die Folge- und Spitzenlast decken zwei Elco-Gas-Brennwertheizkessel R3603 Abb. 2, die jeweils zwischen 242 bis 846 kW modulieren. Sie erreichen einen Normnutzungsgrad von über 109 % (Hi bei 40/30 °C), da sie neben einem Edelstahl-Glattrohrwärmeübertrager zusätzlich über einen zweiten und dritten lasergeschweißten Rippenrohrwärmeübertrager aus Edelstahl verfügen.
Durch das drehzahlgeregelte Gebläse des oben liegenden, heizwassergekühlten Flächenbrenners und die ebenfalls drehzahlgeregelte Kesselkreispumpe weisen die Gas-Brennwertheizkessel einen geringen Stromverbrauch auf. Besonders in Verbindung mit einem BHKW zeichnet sich die Leistungsoptimierung von Kesseln der Baureihe R3600 (Nennwärmeleistungen von 639 bis 1043 kW, Modulation im Bereich 1 : 4) aus, da sie auch im unteren Teilllastbetrieb hohe Vorlauftemperaturen liefern können, ohne den Brennwertnutzen zu beeinflussen. Dies ist nur durch die Kombination aus einer ausgeklügelten Verbrennungstechnik und einer Wassermengen-optimierten Regelung möglich.
Absicherung durch Öl-Heizkessel
Das BHKW und die beiden Gas-Brennwertheizkessel würden in einer reinen Leistungsbetrachtung ausreichen, um sämtliche Gebäude ausreichend mit Wärme zu versorgen. Da eine Pflegeeinrichtung wie das St. Josefshaus jedoch besondere Vorkehrungen zur sicheren Versorgung treffen muss, äußerte die Verwaltung den Wunsch, zusätzlich einen Öl-Heizkessel in das System zu integrieren.
Dies bot sich auch an, da aufgrund der vier vor der Sanierung betriebenen Öl-Heizungen noch große Mengen an Heizöl in den Tanks vorhanden waren. Eingebunden wurde innerhalb der Heizzentrale ein Öl-Niedertemperaturheizkessel vom Typ Elco Tryon MK 376 Abb. 3 mit 376 kW Nennwärmeleistung. Für den Heizkessel sprachen der hohe Nutzungsgrad und die Jetstream-Technologie, durch die es zu keiner Kondensation im Kessel kommt. Dadurch besteht keine Korrosionsgefahr und die Lebensdauer der Anlage erhöht sich beträchtlich.
Modernisierung im laufenden Betrieb
Eine besondere Herausforderung bei der Planung durch Ufermann sowie der Realisierung der Heiztechnik durch den Fachhandwerksbetrieb Massmann aus Blankenrath und der Gebäudeautomation durch EBC aus Koblenz war die Durchführung im laufenden Betrieb. Die einzelnen Gebäude mussten nach und nach an das neue Nahwärmenetz und die neue Anlage ohne Störungen bei der Wärmeversorgung angeschlossen werden.
In den Übergangsphasen, die jeweils anderthalb bis zwei Wochen dauerten, wurde die Versorgung entsprechend umgeleitet. Um die vorhandene Gebäudeinfrastruktur bestmöglich zu nutzen, wurden die bestehenden Rohrleitungssysteme nahezu vollständig in das Konzept eingebunden. Abb. 4 Da sämtliche Elco-Komponenten bereits voreingestellt und getestet geliefert wurden, fielen keine langen Montagezeiten an. Nach nur sechs Monaten konnte die neue Anlage im Dezember 2013 schließlich in Betrieb genommen werden.
Amortisation in zehn Jahren
Erste Zahlen und Prognosen deuten darauf hin, dass sich die Investition schnell auszahlt. Im Bereich der Wärmeversorgung wird sich der Energieverbrauch (Brennstoff) von rund 5 Mio. kWh auf rund 2,7 Mio. kWh reduzieren, also nahezu halbieren. Durch die Installation des Blockheizkraftwerks steht dem Stromverbrauch für die Wärmeversorgung von ehemals 292 MWh/a nun ein Plus von 90 MWh/a gegenüber, die in das eigene Netz eingespeist werden.
„Wir gehen davon aus, dass sich die Modernisierung spätestens in zehn Jahren amortisiert haben wird“, berichtet Thomas Heucher, Verwaltungsleiter des St. Josefshauses. So lange gilt auch die Garantie von Elco auf die Anlage, die mit einem umfangreichen Servicepaket einhergeht. Dazu gehören neben der jährlichen Wartung auch Bereitschafts- und Störungsbehebungsleistungen durch den eigenen Elco-Kunden- und Servicedienst, der täglich rund um die Uhr verfügbar ist. Ebenfalls enthalten ist ein Austausch sämtlicher Ersatz- und Verschleißteile zum jährlichen Festpreis.
Fazit
Die Installation der neuen Energiezentrale und den damit verbundenen Aufbau einer zentralen Wärmeversorgung im St. Josefshaus werten alle Beteiligten als vollen Erfolg, der das Ergebnis einer gelungenen Zusammenarbeit ist. Das gemeinsame Konzept vom TGA-Planungsbüro Ufermann und Elco überzeugte die Auftraggeber von Beginn an. Auch die technische Leitung der Einrichtung begleitete die Arbeiten sehr eng und erwies sich während der Planungs- und Realisierungsphase oft als treibender Motor. Die prognostizierte Energieeinsparung stellt für den Orden einen enormen wirtschaftlichen Erfolg dar, während sich die beteiligten Firmen über die gelungene Sanierung eines überaus anspruchsvollen Prestigeobjekts freuen dürfen.
KWK-Workshop Steuern und Steuervorteile
Die Möglichkeiten der steuerlichen Optimierung von Investitionen in KWK-Anlagen und BHKW und ihres Betriebs sind oft nur unvollständig bekannt. Selbst die lokalen Finanzbehörden sind nicht immer auf dem letzten Stand. Um hier Transparenz hineinzubringen, führt der Bundesverband Kraft-Wärme-Kopplung (B.KWK) zusammen mit zwei in dieser Materie versierten Energie-/Steuerberatungsfachleuten den Workshop „Steuern und Steuervorteile für KWK-Anlagen aus dem Blickwinkel der Steuer- und Energieberatung“ am 15. Oktober 2014 in Frankfurt und am 12. November 2014 in Nürnberg durch. Abgerundet wird der Workshop mit einer Übersicht über weitere Fördermöglichkeiten für KWK-Anlagen im Rahmen der geltenden rechtlichen Grundlagen inklusive der EEG-Novelle 2014. https://www.bkwk.de/startseite-bkwk/
Kontakt zum Anbieter
Elco
72379 Hechingen
Telefon (0 74 71) 18 70
2 Die neue Energiezentrale: Das Elco-BHKW (49 kWel, 90 kWth) deckt 40 % des Strombedarfs und einen Teil der thermischen Grundlast. Den restlichen Wärmebedarf decken die beiden modulierenden Elco Gas-Brennwertheizkessel (Typ R3603) mit jeweils 846 kW Nennwärmeleistung.
3 Als zusätzliche Absicherung und zur Nutzung vorhandener Heizölreserven wurde ein Öl-Niedertemperaturheizkessel von Elco (Tryon MK376) installiert.
4 Die vorhandene unterirdische Infrastruktur der Energieversorgung wurde nahezu komplett in die neue Anlage integriert. Der Anschluss der einzelnen Gebäude an die neue Energiezentrale fand nach und nach statt.
5 Haben eng und erfolgreich bei der Modernisierung der Energieversorgung des St. Josefshauses zusammengearbeitet (v. l.): Thomas Alt vom TGA-Ingenieurbüro Ufermann, Thomas Heucher, Verwaltungsleiter des St. Josefshauses, Uwe Liesenfeld vom Fachhandwerksbetrieb Massmann und Thomas Nussbaum, Elco Area Manager Commercial.
