Ein weiterer Meilenstein des Geothermie-Projekts befindet sich in der Realisierung: eine maßgeschneiderte Wärmepumpenanlage. Das auf Großkälteanlagen und Großwärmepumpen spezialisierte Unternehmen WESKA Kälteanlagen GmbH arbeitet bereits an der Fertigung. Der familiengeführte Hersteller in Netzschkau (Sachsen) errichtet seit über 20 Jahren Großkälteanlagen und Großwärmepumpen und wird die Hamburger Wärmepumpenanlage am eigenen Standort aufbauen, bevor sie in Hamburg Wilhelmsburg installiert werden soll. „Wir wollen unsere geothermische Wärme maximal nutzen. Unsere Ingenieure und Weska haben daher eine hocheffiziente und technologisch besondere Wärmepumpenanlage konzipiert,“ so Thomas-Tim Sävecke, Geschäftsbereichsleiter Engineering der Hamburger Energiewerke und verantwortlich für die technische Umsetzung des Projekts. Die Wärmepumpenanlage besteht aus zwei 4-stufigen Wärmepumpen. „Aufgrund der besonderen Anlagenkonzeption müssen wir vergleichsweise wenig Strom einsetzen. Denn die Erdwärme wird in einem vierstufigen Prozess sehr effizient verdichtet und so auf das erforderliche Temperaturniveau der Fernwärme gebracht,“ so Sävecke weiter. Außerdem können die beiden mehrstufigen Wärmepumpen mit ihren Komponenten sehr gezielt gesteuert werden, um die Abgabeleistung und die erforderliche Temperatur gemäß den Erfordernissen zu regeln. Die beiden Wärmepumpenstränge, die mit einem natürlichen Kältemittel arbeiten, haben zusammen eine Leistung von rund 8 Megawatt und nach Herstellerangaben eine Leistungszahl (COP, coefficient of performance) von bis zu 4,5 (W48/W75). Der COP-Wert (Coefficient of Performance), auch Leistungszahl, ist eine Kennzahl für die Effizienz einer Wärmepumpe. Er beschreibt das Verhältnis zwischen eingesetzter Leistung zur damit erzeugten Wärme bzw. Kälte an einem bestimmten Lastpunkt, in der Regel bei Volllast. Der COP-Wert wird im Labor unter Normbedingungen bestimmt.
Wie funktioniert der Prozess genau?
Die Wärmepumpenanlage aus zwei 4-stufigen Wärmepumpen wurde für die Hamburger Geothermie-Anlage maßgeschneidert konzipiert. Die geothermische Wärme von zirka 48 Grad Celsius wird durch einen effizienten Stromeinsatz in einer kaskadierten Verdichtung auf die erforderliche Fernwärmetemperatur zwischen 75 und 85 Grad Celsius gebracht. So kann sie an die Heizwasserkreislauf abgegeben werden. Aufgrund des geplanten mehrstufigen Wärmepumpenprozesses kann die gewonnene Wärmeenergie und damit auch die Anzahl der versorgten Haushalte von rechnerisch ursprünglich 4.700 auf über 6.000 erhöht werden.