Gasbetriebene Kühl- oder Klimaanlage im Gewerbebetrieb

Kühlen und Klimatisieren mit Gas

Kühlung ist ebenso wie Klimatisierung für zahlreiche Branchen ein wichtiges Element der betrieblichen Abläufe. In Fleischereien ist eine ausreichende Kühlung der Waren unabdingbar. Die Klimatisierung von Patienten- und Pflegezimmern gehört in Krankenhäusern oder Heimen genauso zum Standard wie das Temperieren von Gästezimmern in Hotels oder von Büroräumen. Mit Gaswärmepumpen lassen sich die vielfältigen Anforderungen an das Heizen und Klimatisieren von betrieblich genutzten Räumen und Anlagen effizient und flexibel erfüllen. Bei der Planung und dem Einsatz ist zu beachten, dass die jeweiligen Systeme die Anforderungen der aktuellen Gesetzgebung im Wärmemarkt erfüllen. Hierbei ist insbesondere das GModG (ehem. GEG) zu beachten – siehe Gebäudeenergiegesetz: Bedeutung für Gewerbebetriebe .

Bei Nichtwohngebäuden können zudem Anforderungen an die Gebäudeautomatisierung und Gebäudesteuerung relevant werden. Nach § 56 GModG müssen Nichtwohngebäude mit einer Heizungsanlage, einer kombinierten Raumheizungs- und Lüftungsanlage, einer Klimaanlage oder einer kombinierten Klima- und Lüftungsanlage von mehr als 70 kW Nennleistung bis zum 31. Dezember 2029 mit einem System für Gebäudeautomatisierung und Gebäudesteuerung ausgestattet werden, soweit die Ausstattung nicht technisch unmöglich oder wirtschaftlich unzumutbar ist.

Heizen und kühlen mit der Gaswärmepumpe

Eine Gaswärmepumpe eignet sich besonders gut für einen geringen oder mittleren Kältebedarf. Gaswärmepumpen sind gleichzeitig in zwei Betriebsarten nutzbar, nämlich zur Warmwasserbereitung und zur Beheizung der Betriebsräume oder als Kühlaggregat.

Als Kältequellen kommen für eine Wärmepumpe unter anderem Umweltwärme, Abwärme oder Geothermie in Frage. Gaswärmepumpen kombinieren effiziente Brennwert- bzw. Motorentechnik mit Umweltwärme. Dadurch reduzieren sie die energiebedingten Emissionen deutlich.
Zugleich können moderne Geräte bereits vollständig mit Biomethan betrieben werden, was die Emissionen weiter senken kann.

Umweltwärmequellen

  • Umgebungsluft
  • diffuse und direkte Strahlung (Solarabsorber)
  • oberflächennahes Erdreich
  • Grundwasser und Uferfiltrat

Die Außenluft ist als Wärmequelle überall und ohne Genehmigung verfügbar. Die saisonalen Temperaturschwankungen beeinträchtigen allerdings den Wärmeertrag.

Geothermische Wärmequellen

  • Erdreich
  • Thermalquellen
  • Thermale Schichtenwässer

Das Erdreich ist ein Wärmespeicher: Es nimmt an seiner Oberfläche Sonnenenergie auf und speichert sie, genauso wie die im Regen enthaltene Wärmeenergie. Diese Wärme lässt sich für die Nutzung in Wärmepumpen entnehmen, zum Beispiel durch Erdwärmekollektoren, Erdwärmesonden oder durch Schlitz- oder Pfahlwände. Je nach Art und geplanter Ausführung erfordern diese Anlagen eventuell vorherige Probebohrungen oder die Genehmigung durch eine Aufsichtsbehörde.

Auch das Grundwasser ist als Wärmequelle geeignet, denn es hat eine Temperatur von etwa 8 bis 12 °C. Die Entnahme erfolgt durch eine Brunnenanlage und bedarf in jedem Fall einer Genehmigung durch die Wasserbehörden.

Abwärmequellen

  • Abwärme aus industriellen Prozessen
  • Abwärme aus Rechenzentren
  • Abwärme aus Kühlkreisläufen
  • Abwärme aus Abwasser und Abluft

Gaswärmepumpen kombinieren effiziente Gastechnologien mit der Nutzung von Umweltwärme aus verschiedenen Wärmequellen. Dass Gaswärmepumpen sowohl für die Beheizung als auch für das Kühlen und Klimatisieren von Betriebsräumen einsetzbar sind, zeigt auch, wie vielseitig Erdgas und Biomethan sowie zukünftig erneuerbarer und kohlenstoffarmer Wasserstoff im Gewerbe sind.

Einsatz von Gaswärmepumpen im Gebäudebestand

Die durch Gaswärmepumpen erzeugte Wärme oder Kälte, wird über Wärmetauscher an einen Sekundärkreislauf (z. B. Wasser oder Luft) übertragen und anschließend über das jeweilige Verteilnetz im Gebäude bereitgestellt. Möglich ist dies etwa über zentrale Lüftungsanlagen, wassergeführte Heiz- und Kühlsysteme wie Heizkörper, Flächenheizungen oder Fan-Coils. Die Kombination dieser Techniken erlaubt eine effiziente Temperierung von Räumen und trägt zu einem gleichmäßigen und behaglichen Raumklima bei.

Aktuell werden gasbetriebene Systeme mehrheitlich mit Erdgas betrieben. Diese lassen sich schon heute alternativ mit Biomethan betreiben, welches dieselben Brenneigenschaften wie Erdgas hat. Abhängig von Hersteller, Geräteserie und Zulassung ist perspektivisch auch ein Betrieb mit 100 Vol.-% Wasserstoff bzw. Wasserstoffbeimischungen bis 20 Vol.-% (H₂-ready) möglich.

Gasmotor- und Absorptions-Wärmepumpe im Wärmebetrieb

Durch die Nutzung der Abwärme des Gasmotors wird eine nahezu konstant hohe Heizleistung bei niedrigen Außentemperaturen (T = –20 °C) sichergestellt.

Durch stufenlose Drehzahlregelung wird die geforderte Leistung der Inneneinheiten angepasst. Eine hohe Zuverlässigkeit und lange Wartungsintervalle (ca. 10.000 Betriebsstunden) zeichnen Wärmepumpen mit Gasmotoren aus.

Anwendungsbereiche von Gasmotor- und Absorptions-Wärmepumpen

Büroräume

Gastronomie

Groß- und Einzelhandel

Hotels

Kommunikations-einrichtungen

Museen

Theater / Kinos

Wohnungen

Gasmotor- und Absorptions-Wärmepumpen sind für Heizung, Kühlung und Trinkwassererwärmung in Industrie, Gewerbe, Hotels und Dienstleistungsunternehmen geeignet. Zudem ist ein Einsatz zur Erstellung von Prozesskälte in Industrie und Gewerbe möglich.

Einsatzgebiete gasbetriebener Kälteerzeuger

Best Practice

Gas-Wärmepumpe im Amtsgericht Günzburg

Gaswärmepumpe beheizt Günzburger Amtsgericht

Das Heizsystem im Amtsgericht Günzburg arbeitet mit einer Gaswärmepumpe und kann im Sommer auch zum Kühlen des Gebäudes genutzt werden. Quelle: energie schwaben gmbh

Das Amtsgericht Günzburg ist in einen gut gedämmten Neubau gezogen, der als Passivhaus konzipiert ist. Herzstück des Gebäudes ist die Gaswärmepumpe, die das Amtsgericht im Winter beheizt und im Sommer kühlt.

In dem Passivhaus-Neubau muss natürlich viel seltener geheizt werden als in einem normalen Gebäude. Die mit Gasmotoren betriebene Wärmepumpe nutzt die kostenlose Wärme der Außenluft. Dieses Prinzip funktioniert selbst bei niedrigen Außentemperaturen. Zudem wird die durch den Motor erzeugte Abwärme zum Heizen und zur Warmwasserbereitung genutzt.

Ebenso wichtig wie Wärme im Winter ist die Kühlung des Gebäudes im Sommer. Das gut gedämmte Haus heizt sich im Sommer sonst zu schnell auf. Der große Pluspunkt ist, dass das Heizsystem auch als Kühlsystem genutzt werden kann. Im übrigen gibt es im gesamten Gebäude keine Heizkörper. Die Leitungen zum Heizen und zum Kühlen sind in den Decken verlegt.

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