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Stadt Chemnitz: Effizientes Kältespeichersystem wird Vorbild

Fernwärmeversorgung hat ihren festen Platz in Smart City-Konzepten. Die andere Seite der Medallie ist Fernkälte. Das größte und älteste Fernkälteanlage ihrer Art steht in Chemnitz, wurde gerade ertüchtigt und findet viele Nachahmer.

Großkältespeicher Bildquelle: © TU Chemnitz/ Jakob Müller

Innenansicht des Großkältespeichers während der Überprüfung.

Bei ständigen Temperaturrekorden wird Deutschlands erster Kurzzeit-Großkältespeicher in Chemnitz so schnell nicht überflüssig werden. Bei der ersten Revision nach 11 Jahren zeigte er sich jetzt fit für weitere Betriebsjahrzehnte. Mit dieser Erfahrung im Hintergrund floss das Know-how der für die Konstruktion verantwortlichen TU Chemnitz-Ingenieure mittlerweile schon in 12 weitere Kältespeicher in Deutschland ein.

In Deutschland werden beachtliche 10 Prozent des Stromes zur Kälteerzeugung eingesetzt, sodass effiziente Kältebereitstellung noch ein großes Potential hat. 1973 nahm Chemnitz eines der ältesten Fernkältesysteme Europas in Betrieb, 2007 folgte Deutschlands ersten Kurzzeit-Großkältespeicher, der Abnehmer über ein 4,5 km langes Rohrsystem mit 3.500 m³ kaltem Wasser versorgt, darunter Oper, Museen, Einkaufszentren und die Universität. Konzipiert wurde er in Kooperation der Stadtwerke Chemnitz AG (heute „eins energie in Sachsen“ und „inetz) mit Prof. Dr. Thorsten Urbaneck, Bereichsleiter Thermische Energiespeicherung am Lehrstuhl Technische Thermodynamik der TU Chemnitz.

„Nach elf Jahren sind alle Systeme voll funktionsfähig und der Speicher sieht innen sehr gut aus“, resümiert Urbaneck nach Ablassen des Wassers und erfolgreicher Überprüfung. Ulf Uhlig, Abteilungsleiter bei inetz, ergänzt: „Wir sind mit der Tankkonstruktion und dem inneren Tragwerk sowie dem Be- und Entladesystem sehr zufrieden. Nun wissen wir auch, dass die Konstruktion weitere Jahrzehnte hält und wir die Vorteile des Speichers für den Betrieb des Fernkältesystems uneingeschränkt weiternutzen können.“

"Der Kältespeicher entkoppelt die Kälteerzeugung vom Kälteverbrauch", erklärt Urbaneck. Der gut gedämmte Kältespeicher wird nachts durch Absorptionskältemaschinen aufgeladen und kann tagsüber die Spitzenlasten im Fernkältesystem decken. So kann sehr schnell auf eine schwankende Nachfrage nach Kälte reagiert werden. "Insgesamt können wir sagen, dass in Chemnitz die gesamte Systemlösung – also das Zusammenspiel von Verbrauchern und Speicher – sehr gut funktioniert. Vor allem das schwierige Problem der Schichtung des Wassers ist gut gelöst", so Urbaneck.

„Die in Chemnitz entwickelte Form der Kältespeicherung hat sich in den vergangen Jahren deutschlandweit viel schneller durchgesetzt als erwartet. Das liegt auch an den steigenden Energiepreisen, die immer mehr Unternehmen dazu zwingen, mit Ressourcen hauszuhalten", erläutert Urbaneck. An zwölf Projekten, bei denen insgesamt 26.000 m³ Kaltwasser zur Speicherung eingesetzt werden, hat die TU Chemnitz mittlerweile mitgewirkt.

Die neueste Variante der Kältespeicher ist die gebäudeintegrierte Version. Im Gegensatz zu Industriebetrieben haben Betreiber schicker Instituts- oder Klinikgebäude „oft andere Vorstellungen zur Gestaltung des Umfeldes. Dann verstecken wir den Speicher im Gebäude“, erklärt Urbaneck, der die Technologie auch in Zukunft verbessern will.