Klimatechnik: Möbel auf Eis

Ikeas zentrales Auslieferungslager für den Großraum Wien versorgt sich fast vollständig selbst mit erneuerbarer Energie. Eine Hauptrolle spielt dabei ein Eis-Energiespeicher.

Das zentrale Auslieferungslager von Ikea versorgt den kompletten Wiener Großraum. Bild: Ikea
Das zentrale Auslieferungslager von Ikea versorgt den kompletten Wiener Großraum. Bild: Ikea
Therese Meitinger
Wärmetechnik

Groß und nachhaltig zugleich will das zentrale Logistikzentrum von Ikea in Wien-Strebersdorf sein. Das zweigeschossige Lager mit Abholstation ist seit November 2019 in Betrieb. Auf 50.000 Quadratmetern Fläche lagert und distribuiert der Weltkonzern in seinem Customer Distribution Center (CDC) alles, was Kundinnen und Kunden in und um Wien in Sachen Einrichten und Wohnen wünschen. 43 Verladetore sollen für einen reibungslosen Ablauf bei der Belieferung der drei Möbelhäuser und mehrerer Abholstationen in der österreichischen Hauptstadt und deren Umland sorgen.

Das nach dem internationalen Bewertungssystem BREEAM (Building Research Establishment Environmental Assessment Method) zertifizierte Gebäude ist gezielt auf Nachhaltigkeit ausgerichtet. Sowohl Heizen als auch Kühlen erfolgen hier weitestgehend regenerativ. Das Ziel der Gebäudeplanung war zunächst ein gleichmäßiges Temperaturverhalten für das im Zweischichtbetrieb laufende Logistikzentrum.

Das Herzstück der Versorgung mit Wärme und Kälte bildet ein Eis-Energiespeicher. Mit einem Gesamtvolumen von 1.700 Kubikmetern ist der Speicher nach Angaben des Technikanbieters Viessmann aktuell der größte Europas. Der Betonbehälter enthält normales Trinkwasser. In seinem Innern verlaufen 23 Kilometer Wärmetauscherrohre aus Kunststoff. Darin zirkuliert die Wärmeträgerflüssigkeit von zwei Wärmepumpen. Die Leistung des Eis-Energiespeichers erreicht so beachtliche 832 Kilowatt. Von dem nicht gedämmten Betonbehälter mit sechs Meter Höhe und 19 Meter Durchmesser sieht man übrigens kaum etwas: Er ist unsichtbar im Erdreich vergraben und mit Lkw befahrbar.

Eis als Puffer für heiß und kalt

„Ein Eis-Energiespeicher dient sowohl im Heiz- wie im Kühlbetrieb als zentraler Puffer, sozusagen als Verschiebebahnhof für Energie“, erklärt Heiko Lüdemann, Bereichsleiter für Eis-Energiespeichersysteme bei Viessmann. „Wir nutzen hier auf intelligente Weise die vielfältigen Eigenschaften von einfachem Trinkwasser.“

In der Heizperiode versorgen zwei Wärmepumpen von Viessmann das Gebäude mit Wärme. Diese stammt von 172 Solar-Luft-Kollektoren auf dem Dach des Logistikzentrums. Ihre Kunststoffleitungen sind insgesamt 73 Kilometer lang. Meistens gelangt die Wärme der Außenluft direkt über die Wärmepumpen ins Gebäude. Auch die Energie des Grundwassers wird genutzt. Ein Teil der Wärme stammt zusätzlich aus dem Eis-Energiespeicher. Das darin gespeicherte Wasser haben die Solarkollektoren und die Abwärme des Gebäudes über den Sommer auf bis zu 30 Grad Celsius erwärmt. Diese Wärme nutzen die Wärmepumpen während der Heizperiode. Wenn der Frühling kommt, ist das Wasser fast vollständig zu Eis gefroren.

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Der Betonbehälter fungiert aber nicht nur als ebenso robuster wie ökologisch vorteilhafter Wärmespeicher. Durch die entstehende Kristallisationsenergie beim Gefrieren des Wassers liefert er zusätzlich auch selbst Energie. Der Effekt ist reine Physik. Denn wenn Wasser zu Eis erstarrt, „rasten“ die vorher frei beweglichen Wassermoleküle in ein festes Molekülgitter ein. Die freiwerdende Bewegungsenergie lässt sich als sogenannte Kristallisationswärme nutzen: Erstarren 126 Liter Wasser zu Eis, wird eine Energiemenge von rund zehn Kilowattstunden frei. Das entspricht einem Liter fossilem Heizöl. Während fossile Energieträger neben ihrem Energiegehalt klimaschädlichen Abfall in Form von Kohlendioxid produzieren, ist der Kristallisationseffekt beliebig wiederholbar.

„Je nach Anlagenauslegung und Anwendungszweck kann die Vereisung auch mehrmals im Jahr stattfinden“, erläutert Heiko Lüdemann. Üblich ist allerdings eine circa 70-prozentige Vereisung und das Wiederauftauen innerhalb eines Jahres. Beim Eis-Energiespeicher von Ikea Wien sind das insgesamt 1,5 Millionen Liter Wasser. Wenn diese gefrieren, wird kostenlos und umweltfreundlich die Energiemenge von 116.000 Kilowattstunden frei. Eine Energiemenge, für die ansonsten umgerechnet 11.900 Liter Heizöl verbrannt werden.

Im Sommer kühlt das Eis auf natürlichem Weg das Gebäude. Die Wärmepumpen arbeiten dann als Kältemaschinen. Dieses „Natural Cooling“ deckt einen Teil des Kältebedarfs. Den größeren Anteil übernehmen die Luftkollektoren, die bis zu einer Außentemperatur von 25 Grad Celsius vorwiegend nachts die Wärme aus dem Gebäude an die Außenluft abgeben. Verteilt werden Wärme wie Kälte durch Industrieflächenheizungen, Deckenstrahlplatten, Torluftschleier, Kühldecken, Fan Coils und Lüftungsgeräte.

Der CO2-freie Strom zum Betrieb der Wärmepumpen und der sonstigen elektrischen Anlagen kommt ebenfalls direkt vom Dach des Logistikgebäudes. Eine Fotovoltaikanlage mit 3.350 Modulen auf einer Fläche von rund 20.000 Quadratmetern erreicht eine Spitzenleistung von 1.000 Kilowatt. Was nicht im Gebäude selbst verbraucht wird, speist Ikea in das öffentliche Netz der österreichischen Hauptstadt ein. Eine intelligente Steuerung regelt die einzelnen Komponenten je nach Witterung und Betriebszustand des Gebäudes. tm

Inter Ikea Systems

Inter Ikea Systems B.V. ist ein multinationaler Einrichtungskonzern, welcher der Stiftung Ingka Foundation gehört. Hauptsitz des Unternehmens ist das niederländische Delft. Mit rund 217.000 Mitarbeitern weltweit erzielte Ikea im Geschäftsjahr 2019/2020 einen Umsatz von rund 35,2 Milliarden Euro.

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Artikel Klimatechnik: Möbel auf Eis
Seite 32 bis 33 | Rubrik STRATEGIEN