Großwärmepumpe mit natürlichem Kältemittel : Klimaneutrale Heizung in der Strabag Landeszentrale St. Pölten

Nach dem 2021 gelegten Grundstein für die neue Konzernzentrale der Strabag in St. Pölten, befindet sich das Gebäude nun seit Mai in Betrieb. Die Niederlassung erstreckt sich über 30.000 m² und bietet Platz für mehr als 230 Mitarbeitende. Das zentrale Anliegen, beim Bauprojekt auf Nachhaltigkeit und den schonende Umgang mit Ressourcen zu achten, kam auch in der Gebäudetechnik zur Anwendung: Eine Großwärmepumpe von bösch, die mit dem natürlichen Kältemittel R744 (Kohlendioxid) arbeitet, feierte ebenfalls Premiere in St. Pölten.

Die klimaneutralen Beheizung des Gebäudes zählte zu den gebäudetechnisch herausfordernden Aufgaben während der Errichtung der Büro- und Lagerflächen. Die Wahl des Kältemittels fiel dabei auf das umweltfreundliche R744 (Kohlendioxid). Das Kältemittel punktet mit der Abwesenheit jeglichen Ozonabbaupotenzials und einem äußerst niedrigen Treibhauspotenzial. Zudem ist es in natürlicher Form verfügbar und kann aus Prozessgasen rückgewonnen werden.

Drei Hochtemperatur-Wärmepumpen von bösch, genannt HP90, werden parallel betrieben und unterliegen der Kontrolle des Kaskadenmanagers. Die gebündelte Leistung der Anlage beträgt somit 303 kW. Sämtliche Räumlichkeiten inklusive Lagerbereiche können so mit Vorlauftemperaturen von 60°C bzw. 44°C beheizt werden. Zudem besteht die Möglichkeit, Reserven bis hin zu 90°C Leistung zu mobilisieren.

„Die große Herausforderungen, die wir bei diesem Projekt mit R744 hatten, war die Spreizung. Rein technisch gesehen wären weder eine so große Spreizung noch eine so eine hohe Vorlauftemperatur notwendig gewesen. Das Kältemittel hat das aber erfordert", erklärt Markus Thielmann, Senior Produktmanager bei bösch.

Gemeinsam mit einer Photovoltaikanlage und der Wärmepumpe spart der Strabag-Standort so etwa 181 Tonne CO₂ pro Jahr ein. Mithilfe einer dynamischer Gebäudesimulation wurde zudem ermittelt, wie mittels eine Betonkernaktivierung möglichst nachhaltig geheizt und gekühlt werden kann.

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Wärmepumpen, die mit Kohlendioxid arbeiten, benötigen eine höhere Drucklage als Pendants mit anderen Kältemitteln. Das zieht eine hohe Spreizungen zwischen Vor- und Rücklauf nach sich. Dazu kommt, dass ein großes Wasservolumen und daher mehrere oder große Puffer benötigt werden. Die Anlage benötigt also mehr Platz und bringt andere Herausforderungen an die Hydraulik mit als herkömmliche Wärmepumpen. Auf der anderen Seite ist Kohlendioxid fast unbegrenzt vorhanden, nicht brennbar, wenig giftig und günstig – all diese Vorteile sprechen für einen Einsatz als Kältemittel für Wärmepumpen.

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• Projekt: Klimaneutrale Heizung für Büro- und Industriegebäude
  
• Objekt: Landeszentrale Strabag AG St. Pölten
  
• Baumeister: Böhm Stadtbaumeister & Gebäudetechnik
  
• Auftraggeber: Strabag AG
  
• Heizungstechnik:
  
  • Kaltwassersatz wassergekühlt Type WSH-XEE2 45.2
    
  • Wasser/Wasser-Wärmepumpe HP90W mit Kältemittel R744 (Kohlendioxid)
  • inkl. Schwingungsdämpfer, WW-Pumpe 70 kPA