Solar- und Erdwärme für die Schimpansen vom Primadomus



Solar-Kollektoren "IS-PRO 2H"

Ende November 2009 eröffnete die niederländische Stiftung AAP im spanischen Villena mit dem Primadomus einen einzigartigen Zufluchtsort für verletzte und misshandelte Primaten. Für die Behaglichkeit im Primadomus sorgt ein cleveres Energiemanagement-System, das für die Gebäudebeheizung und die Brauchwassererwärmung ganzjährig mit Solar- und Erdwärme auskommt Seit dem Jahr 2004 arbeitet die niederländische Stiftung AAP am Projekt Primadomus. Das Ziel: Misshandelte Primaten sollen einen geschützten, artgerechten Zufluchtsort bekommen, an dem die Primaten beobachtet, gepflegt und nach der Resozialisierung wieder in die angestammte Heimat gebracht werden. Ende November 2009 war es dann soweit. Die AAP eröffnete in Villena, in der Nähe von Alicante, das erste von acht geplanten Gebäuden im Rahmen des Primadomus-Projekts. Bei der Planung des Energiemanagements setzte AAP auf IMMOSOLAR, ein international tätiges Solar-Unternehmen. Schließlich sollte das Energiemanagement auf konsequent saubere Energiequellen zurückgreifen: auf Sonnen- und Erdwärme. In der intelligenten Kombination daraus lässt sich sehr viel Energie einsparen. Für das erste der acht geplanten Gebäude entwickelte IMMOSOLAR ein System für die Beheizung und die Brauchwassererwärmung. Auf der Terrasse des ersten Gebäudes installierte IMMOSOLAR zehn Hochleistungskollektoren "IS-PRO 2H" mit selektiver TINOX-Beschichtung installiert. Die Absorberfläche beträgt insgesamt 20 Quadratmeter, was einer Leistung von 12 Kilowatt (kW) entspricht. Für eine ganzjährige optimale Ausnutzung der Solarenergie wurde eine Neigung von 45 Grad gewählt.

EnergyManagementSystem verbindet Solar- mit Geothermie

Herzstück der Anlage ist das EnergyManagementSystem (EMS), das solar- und geothermische Energie verbindet und den gesamten Energiebedarf des Gebäudes deckt. Die zentrale Regel- und Steuereinheit nutzt die Erde als Wärmespeicher. So regelt das EMS zu jedem Zeitpunkt die Solarenergie, die zur Gebäudebeheizung oder zur Brauchwassererwärmung genutzt werden soll. Steht vor allem in den wärmeren Jahreszeiten mehr Wärme von den Kollektoren zur Verfügung, wird diese in der Erde gespeichert. Der Erdspeicher besteht aus einem Wärmeaustauschsystem mit großem Erdvolumen als Speichermasse. Bei den traditionellen Systemen mit horizontaler Energieaufnahme erfolgt die Regeneration des Erdwärmekollektors durch Sonneneinstrahlung und Niederschlag auf die Oberfläche, unter der sich die Wärmetauscherrohre befinden. Beim EnergyManagementSystem erfolgt die Regeneration kontrolliert über die Solarkollektoren und den EnergyManager. In jedem Fall wird der Erdspeicher mit der Wärme beladen, die dem Gebäude entzogen wird.

Erdspeicher mit zwei übereinander liegenden Registermatten

Bei dem Erdspeicher handelt es sich um ein schnell zu verlegendes Registermattensystem, die aufgrund ihres geringen Rohrabstandes eine hohe Wärmeübertragung gewährleisten. Die Rohre sind temperaturbeständig bis 65°C und sauerstoffdicht. Bei diesem Projekt weist der zweilagige Speicher eine Oberfläche von insgesamt 200 m² auf, für die jedoch lediglich ein Aushub von 70 cm benötigt wurde.
Im Primadomus besteht der Erdspeicher aus zwei übereinander liegende Registermatten mit 14 Modulen in einer Aushebungstiefe von 65-80 cm. Bei einer Oberfläche von jeweils 13,5 m2 (14,3 m2 tatsächliche Fläche) beträgt die Absorberoberfläche des Erdspeichers in zwei Lagen insgesamt 200 m2 - weitaus mehr als die benötigte Mindestoberfläche von 120 m2. Der einzige für die Installation des Erdspeichers benötigte Bauaufwand an der Erde ist eine Aushebung von 65-80 cm Tiefe.

Dank Vorwärmung durch den Erdspeicher: Wärmepumpe mit hoher Leistungszahl

Der Erdspeicher versorgt die Wärmepumpe IS-EMS, die für hohe Temperaturen ausgerüstet ist und den bei der Verbindung des Solar- und Erdwärmekreislaufes mitunter starken Temperaturschwankungen standhält. Damit deckt die Wärmepumpe an kühleren Tagen den Energiebedarf. Durch die Vorerwärmung des Erdspeichers erreicht die Wärmepumpe bei einer angenommenen Bodentemperatur von 10 °C und einem Wärmezugang von 35 °C eine Leistungszahl (COP) von bis zu 6,9. Das bedeutet, dass die Wärmepumpe pro Kilowattstunde elektrischer Energie 6,9 kWh Wärmeenergie erzeugt. In Bezug auf das Abgabesystem arbeitet die Wärmepumpe IS-EMS von Immosolar optimal mit Niedertemperaturheizsystemen, wie Fußboden- oder Wandheizungen. Für traditionellere Heizsysteme wie beispielsweise "Fan-Coils" können Temperaturen bis 50°C bereitgestellt werden. Die Fußbodenheizung, einschließlich ihrer Varianten an Wänden und Decken, bietet im Sommer Kühlung über dieselben Installationen. Wie wenig andere Systeme bietet die Wärmepumpe IS-EMS den Vorteil, lediglich ein System zur Heizung und Kühlung von Gebäuden zu verwenden.

Die AAP-Stiftung und IMMOSOLAR haben noch einiges vor: Eine zweite Einheit ist bereits im Bau. Diesmal soll das EMS zusätzlich noch das Gebäude kühlen. Dazu wird das geothermische System auf drei 105 m tiefen Brunnen basieren. Nicht nur die Primaten und deren Pfleger werden die Behaglichkeit zu schätzen wissen, auch die Umwelt und die Betreiber von Primadomus profitieren von der Anlage: Das System stößt kein CO2 aus. Zudem schont die jährliche Einsparung von mehr als 4500 kWh an Primärenergie langfristig den Geldbeutel der Betreiber und sichert damit den langfristigen Erfolg des Projekts.