Wärmepumpenmodule für die Großwärmepumpenanlage im HKW der Stadtwerke Flensburg

Die Stadtwerke Flensburg GmbH (SWFL) betreibt auf dem Grundstück Batteriestraße 48 in 24939 Flensburg ein Heizkraftwerk zur Erzeugung von Strom und Fernwärme. Mit dem Ziel einer CO2-neutralen Fernwärmeerzeugung planen die SWFL den Bau einer Großwärmepumpenanlage (GWP-Anlage) bestehend aus mehreren Wärmepumpenmodulen. Als Wärmequelle soll das Brackwasser der Flensburger Förde dienen. Im ersten Ausbauschritt soll eine GWP-Anlage mit einer Wärmeleistung von 60 MW realisiert werden, welche das Fernheizwasser von ca. 60 °C auf bis zu 95 °C erwärmt. Die enco Energie- und Verfahrens-Consult GmbH (enco) übernimmt die Generalplanung für das Projekt. BETRIEBSBEREICHE UND MODULANZAHL Die GWP-Anlage muss in folgenden Bereichen betriebsfähig sein: - Wärmeleistung: 30 bis 60 MW - Rücklauftemperatur Fernheizwasser: 50 bis 65 °C - Vorlauftemperatur Fernheizwasser: 75 bis 95 °C - Volle Wärmeleistung bei Seewassertemperaturen: 4 bis 30 °C - Reduzierte Wärmeleistung bei Seewassertemperaturen: < 4 °C - Maximale Abkühlung Seewasser: 4 K - Abschaltung aufgrund von Frostgefahr: Definition Hersteller Grundsätzlich ist die GWP-Anlage als Grundlastanlage eingeplant. Ein tägliches An- und Abfahren zur wirtschaftlichen Optimierung soll jedoch möglich sein. Hinsichtlich der Modulanzahl wird keine eindeutige Vorgabe definiert. Hinsichtlich der Redundanz sind mindestens zwei Module vorzusehen. In Hinblick auf den Instandhaltungsaufwand sowie die Komplexität der Peripherie ist ein Anlagenkonzept mit maximal 10 Verdichtern vorzusehen. KÄLTEMITTEL Im Rahmen der Zukunftsfähigkeit sollen für das GWP-Projekt lediglich Kältemittel mit einem global warming potential kleiner 10 zum Einsatz kommen. Auf dieser Basis wurden im Rahmen des Vor-projektes diverse Kältemittel untersucht. Kohlendioxid (CO2, R744) weist bei den gegebenen Fern-heizwasserrücklauftemperaturen Nachteile beim coefficient of performance (COP) auf. Der geringe Entwicklungsstand bei Großanlagen mit Isobutan (R600a) wird nachteilig bewert