Energieeinsparung und stabiler Betrieb – diese Anforderungen stellte das Schulverwaltungsamt des Landkreises Märkisch-Oderland bei der Heizungsmodernisierung des Theodor-Fontane-Gymnasiums. Während der Sommerferien im Jahr 2018 wurde der Wechsel auf moderne BRÖTJE Wärmeerzeuger umgesetzt.

Tradition und Moderne

In Strausberg, östlich von Berlin, liegt direkt am Straussee das Theodor-Fontane-Gymnasium. Benannt ist es nach dem Schriftsteller Theodor Fontane, der Anfang des 19. Jahrhunderts im brandenburgischen Neuruppin geboren wurde. Die Schule mit ca. 1.000 Schülern besteht seit 25 Jahren, das Gebäude ist aber wesentlich älter. Schon vor der Wende wurde es als erweiterte Oberschule genutzt.

Als Wärmeerzeuger diente seit 1992 eine Niedertemperatur-Gaskesselanlage, für die ein Gasanschluss installiert wurde. Die alte Zweier-Kaskade hatte demnach ihre Nutzungsdauer weit überschritten. Vor allem im Hinblick auf die Betriebssicherheit wurde entschieden, einen Austausch vorzunehmen und nicht auf schwerwiegende Probleme zu warten. Das Schulverwaltungs-, Kultur- und Sportamt des Landkreises Märkisch- Oderland erarbeitete mit dem Ingenieurbüro Redlich aus Strausberg ein Konzept, um eine Modernisierung rasch umzusetzen. Neben den energetischen Ansprüchen – eine neue Anlage sollte effizienter und störungsfrei arbeiten – war die bauliche Situation zu beachten. Der Heizraum befindet sich in einem Trakt, der nur über schmale Türen und enge Treppen zugänglich ist. Der Einbringung von großen Komponenten waren dadurch Grenzen gesetzt. Daher kamen ausschließlich Wärmeerzeuger in Frage, die auch diese Vorgabe erfüllen konnten.

Gasbrennwert als Lösung

Das neue Heizsystem besteht aus zwei Gas-Brennwertgeräten aus dem Hause BRÖTJE. Die Serie SGB mit ihrem breiten Spektrum lieferte mit dem 260^H und dem 610^H zwei unterschiedliche Größen, um die Heizlast von ca. 700 kW (Schulgebäude, Sporthalle und Warmwasser) abzudecken. Beide Modelle weisen einen Normnutzungsgrad von über 109 % auf. Sie modulieren von 16 bzw. 20 bis 100 %. Damit passen sie sich hervorragend an den aktuellen Wärmebedarf an und arbeiten äußerst energiesparend. Unterstützt wird dies unter anderem durch den Aluminium- Silicium-Wärmetauscher.

Die Kaskade dient der höheren Betriebssicherheit, was bei einem Objekt dieser Größe ein wichtiges Argument darstellt. Die eher seltene Kombination aus großem und kleinerem Kessel wurde gewählt, um einerseits die Hauptlast abzudecken – das passiert mit dem SGB 610^H – und andererseits mit dem SGB 260^H etwa die Sporteinrichtungen im Sommer mit Warmwasser zu versorgen. Durch die hohe Modulation läuft das kleinere Modell auch dann wirtschaftlich. Der zweite Grund lag in den baulichen Gegebenheiten: Es waren nur zwei nutzbare Schornsteinzüge vorhanden, die zudem unterschiedliche Dimensionen aufwiesen. Der kleinere Zug konnte lediglich die Abgasanlage eines SGB 260^H aufnehmen.

Rasche Installation

Das Zeitfenster von nur sechs Wochen in den Sommerferien stellte für die Umsetzung mit den BRÖTJE Kesseln kein Problem dar. Nachdem die Demontage des Bestands erfolgt war, konnten die neuen Geräte eingebracht werden. Ihre kompakte Bauweise – sie passen durch eine Normtür – ermöglichte trotz der beengten Verhältnisse einen zügigen und problemlosen Transport in den Heizraum. Bei den weiteren Installationsschritten zeigte sich, dass die verschiedenen vorbereiteten Baugruppen die Arbeit noch unkomplizierter und einfacher machten. Dies betraf etwa das eingesetzte Kaskadenset oder die Sicherheitsgruppe.

Der Heizkreisverteiler, der insgesamt sechs Heizkreise umfasst, wurde unverändert beibehalten, die alten Pumpen wurden gegen effiziente Modelle ausgetauscht sowie Ventile und Klappen ausgewechselt. Auch die Isolierung hat man im Zuge der Maßnahme ertüchtigt. Alle weiteren Komponenten der Wärmeverteilung, die Verrohrung sowie die Radiatoren, werden weiterhin genutzt.

Abgasseitig erfolgte eine Anpassung, denn bei Gasbrennwert ist eine druckdichte, Abgasanlage erforderlich. Aufgrund der Größe – zum Einsatz kamen die Nennweiten DN 200 und DN 250 – wurden Anlagen aus Polypropylen eingesetzt. Dies betraf die Verbindungsleitungen sowie die Abgasführung in den beiden Schornsteinen, da auch eine Querschnittsverminderung erfolgte.

Wasseraufbereitung leicht gemacht

Die Verantwortlichen hatten vorab entschieden, den Verteiler (Sekundärkreis) vom Wärmeerzeuger (Primärkreis) durch einen Wärmeübertrager zu trennen. Diese Lösung stellt sicher, dass Verschmutzungen auf der Bestandsseite nicht zu den filigranen Komponenten der neuen Kessel gelangen. Dazu wurde der Verteiler abgesperrt, damit zwischen Kesselanlage und Verteiler der Wärmetauscher eingebaut werden konnte.

Bei Anlagen, die nicht in Gänze erneuert werden, sondern die Bestandselemente weiter nutzen, spielt eine professionelle Wasseraufbereitung eine große Rolle. Hier galt es, die Vorgaben der VDI 2035 Teil 1 und 2 umzusetzen. Aus diesem Grund entschieden die Verantwortlichen, die BRÖTJE Komponenten AguaSave und AguaClean einzusetzen.

Für den Primärkreislauf wurde die mobile Variante des AguaSave genutzt. Diese Aufbereitung und Behandlung des Füllwassers inklusive Vollschutz stellt sicher, dass die neuen SGB aufgrund der hohen Wasserqualität störungsfrei arbeiten können. Korrosion und Ablagerungen wird auf diese Weise vorgebeugt. Der Transportkoffer mit Trolleygestell lässt sich bequem zum Einsatzort bringen. Zur Ausstattung zählen: eine sensorgesteuerte Überwachung, ein Wechseldosierbehälter mit Füllstandskontrolle, eine Dosiereinheit zur Zugabe des Vollschutzmittels AguaSave H Plus sowie eine Drucküberwachung und ein Leckagealarm. Bis zu 750 l/h wird als Durchflussmenge angegeben. Sinnvoll ist der Einsatz bei einem Anlagenvolumen von bis zu 5 m³.

Auf der Sekundärseite setzte man das BRÖTJE System AguaClean dauerhaft ein. Bei Bestandsanlagen kann es trotz sorgfältiger Vorarbeit wie Spülen der Leitungen zu Problemen kommen. Schmutzpartikel, auch Magnetit, lösen sich und verursachen womöglich Störungen an den heute üblichen Hocheffizienzpumpen. Mit seiner patentierten Filtrationseinheit und der Magnetitabscheidung beugt das Modul AguaClean vor. Dazu wurde es ohne die Hydraulik zu beeinträchtigen in den Rücklauf integriert. Die Baueinheit, die mit einer eigenen Zirkulationspumpe versehen ist, und seine Gesamtfunktion werden über die Durchflussmessung sowie die Steuereinheit FILTROL geregelt und überwacht. Letztere meldet beispielsweise einen fälligen Filterwechsel.

Regelung mit ISR

Die Steuerung der Heizungsanlage erfolgt über den ISR-Systemregler. Er regelt die Kesseltemperatur witterungsabhängig gleitend und die Modulation des Brenners je nach angeforderter Last. Darüber hinaus ermöglicht die ISR die Steuerung mehrerer gemischter Heizkreise sowie umfangreicher Solarfunktionen inklusive Pufferregelung. Als positiv zu bewerten ist die einfache Verdrahtung, da viele Funktionen in der ISR integriert sind. Auch die Kaskadenschaltung wurde von BRÖTJE vorbereitet. Installationsaufwand und -kosten sind daher gering. Um eine gleichmäßige Kesselauslastung zu erreichen, wird der Einsatz der beiden SGB u. a. über die Anzahl der Brennerstarts und die Laufzeit der Kessel geregelt.

Erfahrungen

Durch die gute Planung und das Zusammenspiel der Verantwortlichen wurde die Baumaßnahme zügig im vorgegebenen Zeitfenster umgesetzt. Der Schutz der Heizung und aller Komponenten ließ sich mit Hilfe einer automatischen Wasseraufbereitung mit dem BRÖTJE System AguaClean erreichen. Nach den bisherigen Erfahrungen können Bauherr und Planer ein positives Fazit ziehen. Eine regelmäßige Wartung der Heizungsanlage erfolgt, um die gewünschte Betriebssicherheit dauerhaft zu erhalten.

Bilder, sofern nicht anders angegeben: August Brötje GmbH, Rastede

Bautafel