Bundesbauministerin Klara Geywitz beim Besuch des Wärmepumpenprojekts der Wohnungsbaugenossenschaft Märkische Scholle eG in Berlin-Lichterfelde (Foto: Bundesverband Wärmepumpe/ Bärbel Rechenbach)

Berlin-Lichterfelde: Märkische Scholle heizt mit offenem Erdwärme-Speicher

Im südwestlichen Berliner Stadtteil Lichterfelde wurde 2014 das Wohnquartier „Märkische Scholle“ mit 18 Mehrfamilienhäusern aus den Jahren 1930 und 1960 energetisch modernisiert. Besonderheit: Die auf den flach geneigten Walmdächern installierten Solarthermiekollektoren speisen ihre Solarwärme in einen nach unten offenen Erdwärmespeicher ein, der via Wärmepumpe die Mehrfamilienhäuser in Berlin-Lichterfelde beheizt.

Zum Bestand der Märkischen Scholle gehören in der Gartenstadt Lichtfelde Süd über 900 Wohnungen aus den 1930er- und 1960er-Jahren. Seit 2014 realisiert die Genossenschaft hier eine umfangreiche energetische und sozialverträgliche Sanierungsmaßnahme und baut zudem neue Wohnungen hinzu.

Zur Erdwärmeversorgung wurden direkt neben den sanierten bzw. unter den neugebauten Gebäuden etwa 80 Zentimeter unter der Erdoberfläche Erdwärmespeicher eingelassen, die gleichzeitig auch als geothermische Wärmequelle dienen. Das von den eZeit Ingenieuren entwickelte System mit den offenen Erdwärmespeichern "eTank" basiert auf der ooPS-Technik (offene oszillierender Pufferspeichertechnik). Der eTank ist eine besondere Art von Energiespeicher, der unter der Bodenplatte (Neubau) oder neben dem Gebäude (Sanierung) ausgebildet wird. Er besteht bis zu einer Tiefe von ca. 1,5 m aus mehreren Schichten Erdreich, in denen beständige Polyethylen-Leitungen verlegt sind. So können jederzeit Solar- und Erdwärme ein- und per Wärmepumpe auch wieder ausgespeichert werden.

Pro Gebäude umfasst der eTank ungefähr 400 Kubikmeter Erdreich. Aber die Kapazität des eTanks ist im Gegensatz zu anderen Energiespeichern nicht durch das Volumen bestimmt. Er ist nach unten zum angrenzenden Erdreich offen und wird nach oben und zu den Seiten hin so gedämmt, dass Wärmeverluste verhindert werden. Erreicht der eTank ein bestimmtes Temperaturniveau, wärmt sich auch das darunter liegende Erdreich auf.

Die Speicherkapazität inklusive des unterhalb liegenden Erdreichs, beträgt darum zwischen 750 und 1450 Kubikmeter. Sinkt die Temperatur im eTank, strömt die Wärme von dort wieder zurück. Dabei schwankt sein Temperaturniveau im Jahresverlauf zwischen 5 °C an den kältesten Tagen und maximal 23 °C. Bei entsprechender Auslegung des Systems wird kein höheres Temperaturniveau benötigt. Die Temperatur des Erdreichs unterhalb des eTanks liegt grundsätzlich zwischen 5 °C und 12 °C und sorgt damit für dessen stabiles Temperaturniveau.

Das offene System verhindert ein Überlaufen und Überhitzen sowie eine Entleerung bzw. Auskühlung des eTanks. Zusätzlich wird ein eigener kurzfristig nutzbarer Warmwasserspeicher zur Deckung des Warmwasserbedarfs parallel zum trägen Erdwärmespeicher eingesetzt.

Jährlich kann die Wohnanlage so bis zu 80 Prozent des solarthermischen Ertrags nutzen, das entspricht 700 Kilowattstunden pro Quadratmeter. Auch die in der Wohnanlage eingesetzte Wärmepumpe trägt zur Effizienz des Energiesystems bei. Denn durch eine so genannte solare Soleanhebung steigt die JAZ der Sole/Wasser-Wärmepumpe auf vier bis fünf. Da in der Wohnanlage vorrangig solare Überschüsse im eTank zwischengespeichert werden, ist eine Abnahme der Entzugsleistung ausgeschlossen. Die Wärmepumpe erreicht durch diese Einbindung in das Gesamtsystem Jahresarbeitszahlen zwischen 6 bis 8.

Als Maß für die energetische Qualität der Anlagentechnik auf Basis der eingesetzten Primärenergie gilt die ep-Zahl, also die Anlagen-Aufwandszahl eP, als Kennzahl für die zusammenfassende Bewertung der gesamten Anlagentechnik. Sie liegt beim eTank durch die Einbindung in dieses Gesamtkonzept bei weniger als 0,3 und übertrift damit viele vergleichbare Anlagensysteme, die ebenfalls über eine Wärmepumpe mit Tiefenbohrung, Solaranlage und ein kontrolliertes Lüftungssystem verfügen mit einer durchschnittlichen ep-Zahl von ca. 0,7.

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