Technische Anlage zur Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung

Das Rudolf Virchow Klinikum Glauchau beabsichtigt seine Strom- und Kälteversorgung weiter auszubauen, da zukünftig ein erhöhter Kältebedarf erwartet wird. Es besteht derzeit ein Kaltwassernetz mit einer Kaltwassererzeugung zur Klimatisierung von Gebäudeteilen und zur Kühlung von technischen Anlagen. Im Rahmen einer Studie "Untersuchung zur Sicherung des Ausbaus der Kälte- und Stromversorgung" wurde der Kältebedarf als Bestand, kurzfristiger, mittelfristiger und langfristiger Bedarf ermittelt und Varianten zur kostengünstigen und energieeffizienten Lösung erarbeitet. Die Variante 4 der Studie "Deckung des kurz- und mittelfristigen Bedarfs durch Errichtung einer Kältestation 2, Ausstattung mit einer Absorptionskältemaschine" wurde als wirtschaftlichste Variante bewertet. Zur Aufstellung der technischen Anlage zur Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung (KWKK) ist auf dem Klinikgelände zwischen dem bestehenden Heizhaus (Haus 9) und dem Parkplatz ein weiteres Technikgebäude (zukünftig Haus 15) zur Aufnahme der neuen Anlagen errichtet worden.

Für das Vorhaben wurde ein Antrag auf Förderung gemäß Förderrichtlinie Klimaschutz – RL Klima/2014 vom 22.12.2014 bei der Sächsischen Aufbaubank gestellt und mit Bescheid vom 21.06.2016 bewilligt.

Projektziele

  • Verbesserung der Kälteversorgung des Klinikums
  • Verbesserung der Effizienz der Wärmeversorung
  • Erzeugung eigengenutzter elektrischer Energie
  • CO2-Einsparung von ca. 250t / Jahr
  • Energiekosteneinsparung

Weitere Technische Informationen

Kälteerzeugungsanlage

Das bestehende Kaltwassernetz im Objekt wird durch einen Kaltwassererzeuger als Schraubenverdichter mit geschlossenem Kühlturm und Eisspeicher mit Kaltwasser in einer Vorlauftemperatur bis 6°C versorgt. Bei Unterschreiten der Außentemperaturen unter ca. 15°C wird das Netz durch den vorhandenen geschlossenen Kühlturm als Freikühler mit Kaltwasser der Systemtemperatur 15/19°C versorgt.

Infolge des fortwährenden Ausbaus des gesamten Objekts des RVK wurden immer mehr Verbraucher an das bestehende Kaltwassernetz angeschlossen und das Netz an die Grenzen der Belastbarkeit geführt. Zur Versorgung des neuinstallierten Labors im Haus 1 wurde deshalb bereits im vergangen Jahr zeitweise eine Leihkälteanlage aufgestellt.

Um den Bedarf mittelfristig zu decken, wurde ein neues Technikgebäude mit Absorptionskältemaschine (QK= 150 kW) und Rückkühlwerk errichtet. Dabei soll das Rückkühlwerk als freie Kühlung die erforderliche Kühlleistung des gesamten Netzes im Winter bis zur Übergangszeit bereitstellen, danach erfolgt die Kälteerzeugung durch die Absorptionskältemaschine. Bei hohen Außentemperaturen steigt der Kältebedarf im Netz über die Kälteleistung der Absorptionskältemaschine. Die Leistungsspitzen werden dann durch den vorhandenen Kaltwassersatz ausgefüllt.

Auf Grund der besonderen hygienischen Anforderungen im Krankenhausumfeld und speziell auf Grund des Standorts neben der Apotheke wurde als neuer Rückkühler ein Trockenkühler mit adiabatischer Vorkühlung ausgewählt.

Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlage

Zur wirtschaftlichen Versorgung der Absorptionskältemaschine mit Wärme soll gemäß Vorzugsvariante der Studie ein zusätzliches Blockheizkraftwerk (BHKW) installiert werden. Das BHKW soll im Sommer seine gesamte Heizleistung an die Absorptionskältemaschine liefern, darüber hinaus wird ein Teil der Heizleistung des vorhandenen BHKW zur 100 %-igen Wärmeversorgung benötigt. Im Winter wird die gesamte Heizleistung beider BHKW zur Heizungsunterstützung genutzt.

Nach weiteren Untersuchungen und Berechnungen erfolgte die Entscheidung zum Einsatz eine Mikrogasturbine (MGT) als Wärme- und Stromerzeuger (Qelt. = 100 kW / Qth. = 171 kW bei 70/50°C). Diese Mikrogasturbine wurde auf Grund der für den Anwendungsfall besseren technischen Daten, optimaleren Betriebsbedingungen, größerer Langlebigkeit sowie gleicher oder besser Wirtschaftlichkeit ausgewählt.

Auf Grund des hohen Verbrauchs an Elektroenergie im Rudolf Virchow Klinikum Glauchau wird der von der Mikrogasturbine erzeugte Strom vollständig im Objekt selbst genutzt.