Die neue impuls arena Das erste CO 2 -neutrale Stadion der Welt Arno Pöhlmann Lechwerke AG Augsburg Lechwerke AG 07.07.2010 Seite 1
Wärmepumpen im Fußballstadion Impuls-Arena Lechwerke AG 07.07.2010 Seite 2
So funktioniert die Wärmepumpe Quelle: www.pro-dx.de Impuls-Arena Lechwerke AG 07.07.2010 Seite 3
So funktioniert die Wärmepumpe Impuls-Arena Quelle: Dimplex Lechwerke AG 07.07.2010 Seite 4
Rasenheizbetrieb Bei dieser Betriebsart sind einzig Umwälzpumpen eingeschaltet Primärenergieeinsparung CO 2 -Einsparung Kosteneinsparung Wärmetauscher Förderbrunnen Schluckbrunnen Natürliche Rasenheizung Impulsarena Augsburg Rasenheizung Glykolkreislauf Lechwerke AG 07.07.2010 Seite 5
Heizbetrieb Wärmepumpen K WP W Heizungsverteilung K WP W Wärmetauscher Förderbrunnen Schluckbrunnen Impulsarena Augsburg Lechwerke AG 07.07.2010 Seite 6
Bioerdgaskessel Heizbetrieb Wärmepumpen K WP W Heizungsverteilung K WP W Wärmetauscher Förderbrunnen Schluckbrunnen Impulsarena Augsburg Lechwerke AG 07.07.2010 Seite 7
Bioerdgaskessel Heizbetrieb Wärmepumpen Lüftungsregister K WP W Heizungsverteilung K WP W Wärmetauscher Förderbrunnen Schluckbrunnen Impulsarena Augsburg Lechwerke AG 07.07.2010 Seite 8
Wärmepumpen K WP W Heizbetrieb Wärmetauscher Bioerdgaskessel Warm- wasser- Pufferspeicher 12000l Lüftungsregister Heizungsverteilung K WP W Schluckbrunnen Förderbrunnen Impulsarena Augsburg Lechwerke AG 07.07.2010 Seite 9
Wärmepumpen K WP W Heizbetrieb Wärmetauscher Bioerdgaskessel Warm- wasser- Pufferspeicher 12000l Lüftungsregister Heizungsverteilung K WP W Förderbrunnen Schluckbrunnen Impulsarena Augsburg Rasenheizung Glykolkreislauf Lechwerke AG 07.07.2010 Seite 10
Wärmepumpen K WP W Heizbetrieb Bioerdgaskessel Warm- wasser- Pufferspeicher 12000l Lüftungsregister Luftregister Heizungsverteilung K WP W Kalt- wasser- Pufferspeicher 12000l Wärmetauscher Förderbrunnen Schluckbrunnen Impulsarena Augsburg Rasenheizung Glykolkreislauf Lechwerke AG 07.07.2010 Seite 11
Wärmepumpen K WP W Heizbetrieb Bioerdgaskessel Warm- wasser- Pufferspeicher 12000l Luftregister Heizungsverteilung K WP W Kalt- wasser- Pufferspeicher 12000l Wärmetauscher Natürliche Rasenheizung Förderbrunnen Schluckbrunnen Impulsarena Augsburg Rasenheizung Glykolkreislauf Lechwerke AG 07.07.2010 Seite 12
Kühlbetrieb Natürliche Kühlung Wärmetauscher Kalt- wasser- Pufferspeicher 12000l Lüftungsregister Förderbrunnen Schluckbrunnen Impulsarena Augsburg Lechwerke AG 07.07.2010 Seite 13
Kühlbetrieb Wärmepumpen/ Kältemaschinen K WP W Wärmetauscher Warm- wasser- Pufferspeicher 12000l K WP W Kalt- wasser- Pufferspeicher 12000l Schluckbrunnen Lüftungsregister Förderbrunnen Impulsarena Augsburg Lechwerke AG 07.07.2010 Seite 14
Benötigte Wärme beziehungsweise Kälte Heizenergiebedarf Kühlenergiebedarf Rasen: 1.200 kw, 900 MWh/a keine Kühlung VIP- Boxen 172,1 kw, 270 MWh/a 198,3 kw, 114 MWh/a Business- Club 332,2 kw, 320 MWh/a 378,9 kw, 218 MWh/a Heizkörper 204,6 kw, 173 MWh/a keine Kühlung Bädertechnik 360,0 kw, 27 MWh/a 42,2 kw, 3 MWh/a restl. Bedarf 571,9 kw, 13 MWh/a 187,0 kw, 107 MWh/a Summe: ca. 2.840 kw, 1.703 MWh/a ca. 806 kw, 442 MWh/a Lechwerke AG 07.07.2010 Seite 15
Konsequenzen für wirtschaftliche Betriebsweise > Die Rasenheizung wird möglichst lange aus dem Grundwasser geheizt, wenn dies nicht mehr reicht, werden Wärmepumpen zugeschaltet > Das Gebäude wird möglichst lange mit den Wärmepumpen beheizt, wenn dies nicht mehr reicht, wird der Brennwertkessel zugeschaltet > Das Gebäude wird möglichst lange aus dem Grundwasser gekühlt, wenn dies nicht mehr reicht, wird die Wärmepumpe im Kühlbetrieb zugeschaltet. Gleichzeitig wird dann Warmwasser erzeugt > Nutzung von Strom aus Wasserkraft bzw. Bio-Erdgas bedeutet bzw. Rapsöl für das Notstromaggregat bedeutet CO 2 -neutralen Betrieb > Der Rasen wird aus den Grundwasserbrunnen bewässert Lechwerke AG 07.07.2010 Seite 16
Die Wärmepumpen Lechwerke AG 07.07.2010 Seite 17
Die Wärmepumpen Lechwerke AG 07.07.2010 Seite 18
Die Wärmepumpenanlage Lechwerke AG 07.07.2010 Seite 19
Der Bio-Erdgas-Brennwert-Kessel Lechwerke AG 07.07.2010 Seite 20
Heizkreisverteiler Lechwerke AG 07.07.2010 Seite 21
Wärmeentzug aus dem Grundwasser > Wärmepumpenleistung: 640 kw je Wärmepumpe > Jahresarbeitszahl 4 (1 Teil Strom 3 Teile Wärme aus dem Grundwasser) > Wärme aus dem Grundwasser: 480 kw je Wärmepumpe und Brunnen > Wärmemenge Q = c*m* T in kcal oder m = Q/(c* T ) > m = 480 kw * 860 kcal/kwh / (1 kcal/(kg*grad) * 4 Grad *3600 sek/h) = 28,7 kg/sek oder 103 m 3 /h je Brunnen Lechwerke AG 07.07.2010 Seite 22
Geologie Die Grundwasserführung in den tertiären Schichten ist in ein oberflächennäheres Grundwasserstockwerk (HGW 1) und ein tiefer liegendes Stockwerk (HGW 2) unterteilt. Die Schichtenfolge Im Tertiär weist in den Bohrprofilen eine starke Wechselhaftigkeit auf. Zwischen den beiden tertiären Grundwasserstockwerken sind abschnittsweise tonmergelige Schichtpakete verbreitet, denen stockwerkstrennende Eigenschaften zukommen. Lechwerke AG 07.07.2010 Seite 23
Die Brunnen Geologisches Schichtenprofil sowie Regel-Ausbauplan der Brunnen. Dargestellt am Schluckbrunnen A1-S Lechwerke AG 07.07.2010 Seite 24
Lage der Entnahme- und Schluckbrunnen Grundwasserfliessrichtung A2-Entnahme A3-E A2-Schluck A1-S Lechwerke AG 07.07.2010 Seite 25
Grundwasserstände in den Entnahme- und Schluckbrunnen Förderrate (l/s) 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 13.8 14.8 15.8 16.8 17.8 18.8 19.8 20.8 21.8 22.8 23.8 24.8 25.8 Pum pversuchsdauer (Tage) 495,00 A2-E Entnahmebrunnen GwStand (m+nn) 490,00 485,00 480,00 A3-E 475,00 13.8 14.8 15.8 16.8 17.8 18.8 19.8 20.8 21.8 22.8 23.8 24.8 25.8 Pum pversuchsdauer (Tage) GwStand (m+nn) 505,00 500,00 495,00 490,00 Schluckbrunnen A1-S A2-S 485,00 13.8 14.8 15.8 16.8 17.8 18.8 19.8 20.8 21.8 22.8 23.8 24.8 25.8 Pum pversuchsdauer (Tage) Lechwerke AG 07.07.2010 Seite 26
Entwicklung der Grundwassertemperaturen Förderrate (l/s) 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 13.8 14.8 15.8 16.8 17.8 18.8 19.8 20.8 21.8 22.8 23.8 24.8 25.8 Pum pversuchsdauer (Tage) 14 Entnahmebrunnen A2-E Temperatur ( C) 12 10 A3-E 8 13.8 14.8 15.8 16.8 17.8 18.8 19.8 20.8 21.8 22.8 23.8 24.8 25.8 Pum pversuchsdauer (Tage) 14 Schluckbrunnen Temperatur ( C) 12 10 A1-S A2-S 8 13.8 14.8 15.8 16.8 17.8 18.8 19.8 20.8 21.8 22.8 23.8 24.8 25.8 Pum pversuchsdauer (Tage) Lechwerke AG 07.07.2010 Seite 27
Impuls-Arena Das erste CO2-neutrale Stadion der Welt Strom aus Wasserkraft Gas aus Bio-Erdgas Rapsöl für Notstromaggregat Grundwasser für Rasenheizung Grundwasser zur Gebäudekühlung Grundwasser zur Rasenberegnung Jährlich werden etwa 700 Tonnen CO 2 eingespart Grafik: www.installateur-schiller.at/ Lechwerke AG 07.07.2010 Seite 28
Heizen und Kühlen impuls arena mit Geothermie Lechwerke und Stadtwerke Augsburg haben die Wärme- und Kälteerzeugung gemeinsam finanziert und errichtet und liefern aus der Anlage Wärme, Kälte und Wasser zur Rasenberegnung Lechwerke AG 07.07.2010 Seite 29
Energiedienstleistungen Zählen/Abrechnen Messung Kontrolle Motivation Information Informationskampagnen Energiemanagement Garantie Risikotragung Beratung Planung Energieberatung Betrieb Optimierung Finanzierug Förderung Contracting Beschaffung Umsetzung Förderung Einkauf Quelle: prognos Lechwerke AG 07.07.2010 Seite 30
VIELEN DANK FÜR IHRE AUFMERKSAMKEIT. Lechwerke AG 07.07.2010 Seite 31
Wärmepumpen im Fußballstadion Heizungsverteiler 2 Wärmepumpen á 640 kw Bio-Erdgas-Brennwertkessel Lechwerke AG 07.07.2010 Seite 32
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