Bau der Eisspeicher-Wärmepumpe für das Schulzentrum Nord in Norderstedt

Bau der Eisspeicher-Wärmepumpe für das Schulzentrum Nord in Norderstedt (Foto: energie-experten.org)

Schulzentrum Nord erste Schule in Schleswig-Holstein mit Eisspeicher-Wärmepumpe

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Das Schulzentrum Nord in Norderstedt, das 1975 im Süden von Friedrichsgabe an der Grenze zu Garstedt gebaut wurde, wies mit der Zeit eine Reihe von technischen Macken auf und sollte daher zeitgemäß saniert werden. Das Lessing-Gymnasium und die Gemeinschaftsschule Friedrichsgabe sollten in einen zukunftsfähigen Zustand gebracht werden, der den Anforderungen an die Ziele der Klimaneutralität bis 2040, modernes Lernen, neue Lernlandschaften, Nachhaltigkeit und Klimafolgenanpassung entspricht.

Ein wichtiges Element ist dabei der seit 2022 im Bau befindliche Eisspeicher, der die Gemeinschaftsschule Friedrichsgabe und das Lessing-Gymnasium zukünftig beheizen soll. Der Eisspeicher wurde vor der Schule in die Erde eingelassen. Federführend bei der Umsetzung waren der Eisspeicher-Spezialist Viessmann und das Tiefbau-Unternehmen Travepark aus Norderstedt. Das Schulzentrum Nord ist damit die erste Schule in Schleswig-Holstein, die mit einer Eisspeicher-Heizung im Winter beheizt und im Sommer gekühlt wird.

Der Viessmann Eisspeicher besteht aus einer Zisterne, die komplett unter der Erdoberfläche vergraben wird. Die Zisterne selbst ist aus Beton und nicht isoliert. Im Inneren der Zisterne befinden sich große Spiralen aus Leitungen, in denen eine frostsichere Flüssigkeit (Sole) zirkuliert. Diese Spiralen teilen sich in einen Entzugswärmetauscher und einen Regenerationswärmetauscher auf. Sind alle Leitungen sowie Ab- und Zuflüsse installiert, wird die Zisterne mit Wasser gefüllt. Dieses dient anschließend als Energielieferant.

Während des Betriebs der Eisspeicherheizung entzieht der erste Wärmetauscher dem flüssigen Wasser die Energie und leitet diese an eine Wärmepumpe weiter, mit deren Hilfe die Norderstedter Schule beheizt wird. Dort findet der Verdichtungsprozess statt, bei dem ein Kältemittel zunächst verdampft und anschließend komprimiert wird. Die dabei entstehende Wärme lässt sich sowohl für die Heizung als auch zur Warmwasserbereitung nutzen.

Indem das Wasser seine Wärme an den Entzugswärmetauscher abgibt, sinkt seine Temperatur und es gefriert allmählich zu Eis. Daher rührt auch der Name "Eisspeicher". Damit die Zisterne beim Gefrieren aber keine Schäden nimmt, sind die Leitungen so verlegt, dass die Vereisung von innen nach außen erfolgt.

Über den Regenerationswärmetauscher wird der Zisterne Wärme aber wiederum Wärme zugeführt. Verstärkt wird dieser Effekt dadurch, dass es keine Isolierung um den Betonbehälter herum gibt, sodass der Viessmann Eisspeicher auch Wärme aus dem die Betonzisterne umgebenden Erdreich aufnimmt und damit das Auftauen des Eiswassers weiter beschleunigt wird.

Eine besondere Form der "Regeneration" ist das Kühlen des Schulzentrum Nord, bei dem der Zisterne Kälte entnommen und Wärme aus dem Gebäude zugeführt wird. All dies führt letztlich dazu, dass der Eisspeicher nach dem Heizbetrieb im Winter wieder auftaut und das Wasser wieder flüssig ist. Dann lässt sich der Kreislauf beliebig oft wiederholen.

Bis 2027 werden die Bestandsgebäude der Gemeinschaftsschule Friedrichsgabe und des Lessing-Gymnasiums in Norderstedt kernsaniert. Dadurch, dass die vorhandene Betonkonstruktion des Bestandsbau bestehen bleibt, werden 1.200 Tonnen CO2 bei der Sanierung eingespart. Das entspricht der CO2-Emission von ca. 1000 Mittelklasse PKW’s in einem Jahr. Auch einen dringend benötigten Ergänzungsbau bekommen die Schulen – dieser kann nach aktuellen Planungen spätestens im Jahr 2025 genutzt werden.

Steckbrief
Projektnummer:
3306
Objekt:
Gemeinschaftsschule und Gymnasium
Ort:
Norderstedt
Beteiligte Unternehmen:
Viessmann, Travepark
Hersteller:
Viessmann
Baujahr:
2023


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Projektnummer:
3306
Objekt:
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Ort:
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Beteiligte Unternehmen:
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