Perfektes Kreislaufwasser für Nahwärmenetz

Über den Tellerrand hinausschauen, ist eine Eigenschaft, die die Landwirtschaftsfamilie Engelmayer schon seit Jahrzehnten auszeichnet. So hat Reiner Engelmayer bereits Ende der 90er Jahre mit dem Betreiben einer ersten, kleinen Biogasanlage zur Stromerzeugung begonnen. 2004 nahm er dann auf der grünen Wiese nahe seiner Heimatgemeinde Finningen eine zweite, deutlich größere Anlage in Betrieb. Ursprünglich ausgestattet mit einem Blockheizkraftwerk (BHKW), wurde die Anlage im Laufe der Jahre kontinuierlich erweitert und umfasst heute vier BHKW mit einer maximalen Gesamtleistung von 2.000 kW.

Sein Sohn Michael (heute 36) war Mitte der 2000er Jahre noch in der Ausbildung. Ihm war aber schon damals klar, dass dieses Geschäftsmodell seine Zukunft darstellen wird. So ergänzte er im Jahr 2014 – inzwischen zum Landwirtschaftsmeister qualifiziert – die Stromerzeugung mit einem Nahwärmenetz. „Ich fand es einfach schade um die Wärme, die Blockheizkraftwerke bei der Stromerzeugung automatisch produzieren. Die wurde bis dahin ungenutzt in die Luft geblasen“, erzählt Michael Engelmayer. „Da sich die Investition in ein Wärmenetz aber auch wirtschaftlich abbilden muss, haben wir ausgerechnet, wie viele Haushalte wir in Finningen anschließen müssen: 70 sollten es mindestens sein, 80 waren es bereits in der ersten Ausbaustufe.“

Früher musste immer ein BHKW laufen, heute haben wir einen großen Pufferspeicher

Jeder angeschlossene Haushalt hat einen 1.000-Liter-Pufferspeicher. Um stets genügend Wärme für Heizung und die Aufbereitung von Warmwasser bereit zu haben, musste die GSW Finningen damals stets mindestens ein BHKW laufen lassen. Selbst dann, wenn der an der Börse gehandelte Strom keinen Erlös bringt. „Aus wirtschaftlicher Sicht war das natürlich Unfug“, sagt Engelmayer.

Die Lösung für dieses Problem fand der Landwirtschaftsmeister in einem zentralen Pufferspeicher ganz anderer Dimension, der im Jahr 2024 neben seiner Biogasanlage installiert wurde. Dort hält er jetzt stetig 2.000 m³ warmes Wasser mit einer Temperatur von 78 bis 85 Grad Celsius bereit. Das entspricht ungefähr der 45-fachen Wassermenge, die sich in seinem Nahwärme-Kreislauf befindet, wenn – neben den heute angeschlossenen 110 Haushalten – auch die für den Endausbau vorgesehenen zusätzlichen 25 Häuser in Betrieb genommen sind.

Michael Engelmayer ist mit der neuen Lösung sehr zufrieden: „Damit haben wir immer genügend Warmwasser verfügbar und sind in der Lage, nur noch dann unsere Kraftwerke laufen zu lassen, wenn im Netz Strom benötigt und auch bezahlt wird, wie etwa in den frühen Morgenstunden. Dann aber mit voller Leistung von 2.000 kW.“ Die zum Betrieb der Biogasanlage notwendigen, energiereichen Rohstoffe – wie Mais, Rüben und Gras – bauen die Engelmayers teils auf ihren eigenen Feldern an, der Rest wird regional zugekauft. Das permanent produzierte Gas wird in riesigen Speichern bevorratet und den Blockheizkraftwerken zur Stromerzeugung zugeführt, sobald es benötigt wird.

Entscheidende Herausforderung: sauberes Kreislaufwasser mit hohem pH-Wert

Der Weg zur heute optimal funktionierenden Nahwärmeanlage mit riesigem Pufferspeicher war nicht einfach. Dank kompetenter Partner hat dennoch alles reibungslos funktioniert, wie Michael Engelmayer bestätigt: „Ganz entscheidend war der Tipp eines Berufskollegen, der mir sagte, dass er in puncto Wasseraufbereitung mit der Grünbeck AG beste Erfahrungen gemacht hat.“ Da das Stammwerk von Grünbeck in Höchstädt nur wenige Kilometer entfernt ist, lag es für ihn auch räumlich nahe, dort um Rat zu fragen.

Mit Grünbeck-Vertriebsberater Andreas Voggenreiter fand der Chef von GSW Finningen sofort den richtigen Ansprechpartner. Bereits vor der ersten Wasseranalyse erläuterte dieser, worauf es bei der Aufbereitung eines Kreislaufwassers ankommt: „Die Wasserqualität ist die Basis für einen reibungslosen Betrieb. Das bedeutet, es sollte die Bestimmungen der VdTÜV 1466 erfüllen, salzarm sein, eine Gesamthärte von < 0,1 °dH und gleichzeitig einen hohen pH-Wert haben, der bei etwa 9 bis 9,5 liegen sollte.“ Hintergrund zu letzterem Faktor: Liegen die pH-Werte deutlich niedriger (pH < 8), ist Korrosion im Pufferkessel – der aus Kostengründen meist aus normalem Baustahl gebaut wird – und damit auch in den Leitungen vorprogrammiert.

Eine Entsalzung im Teilstrom wäre daher der falsche Weg. Denn bei diesem physikalischen Vorgang wird das Wasser zwar qualitativ sehr hochwertig, aber automatisch auch sauer mit einem pH-Wert von 6 bis 7. Ein Kreislaufwasser mit Pufferspeicher, wie es für Nah- und Fernwärme benötigt wird, müsste daher permanent mit Lauge ergänzt werden, um Korrosion zu vermeiden.

Erstbefüllung mit Leih-Umkehrosmoseanlage und Teilstromfilter mit Dosiereinheit fest installiert

Nach genauer Analyse des Rohwassers am Standort konnte Andreas Voggenreiter eine perfekte Lösung anbieten: „Wir verleihen unseren Kunden eine Umkehrosmoseanlage für die Erstbefüllung des Pufferspeichers. Ein fest installierter Teilstromfilter unserer Grünbeck-varioliQ-Baureihe filtert dann alle im Wasser enthaltenen sowie entstehenden Schwebstoffe, Kalk und Korrosionsanteile aus. Idealerweise – und bei GSW Finningen umgesetzt – wird noch eine Dosiereinheit integriert. Diese bereitet das Wasser mit Natronlauge auf, sodass der ideale pH-Wert von etwa 9,5 gewährleistet ist.“

Michael Engelmayer hat sich genau für diese Lösung bei der Inbetriebnahme seines 2.000-m³-Pufferspeichers entschieden und ist begeistert: „Es hat alles exakt so funktioniert, wie prognostiziert.“ Heißt: Das bestehende Wärmenetz wurde erstmal separat gehalten und nicht mit dem neu aufzubauenden Pufferbehälter verbunden. Diesen baute ein Zulieferer vor Ort auf, indem er ihn aus einzelnen Stahlplatten verschweißte. Anschließend befüllte die GSW Finningen KG den Behälter mit salzarmem Wasser über die Leih-Umkehrosmoseanlage.

Der gesamte Aufbauvorgang des Pufferspeichers dauerte mehr als drei Monate. In dieser Zeit bildete sich auf dem Baustahl jede Menge Flugrost, der sich beim Befüllen im Wasser auflöste. „Anfangs kam da eine unglaubliche Rostbrühe raus, und spätestens zu diesem Zeitpunkt war ich richtig froh, dass wir uns für die Grünbeck-Lösung mit dem Teilstromfilter varioliQ entschieden haben“, bekräftigt Engelmayer.

Denn die Teilstromfilter anderer Hersteller sind häufig mit Filtersäcken ausgestattet, die von Hand auszutauschen sind. Der GSW-Finningen-Chef weiß von anderen Wärmenetzbetreibern, wie das abläuft: „Am Anfang müssen die relativ teuren Säcke fast täglich getauscht werden, bis das Wasser weitgehend sauber ist. Eine unschöne Arbeit, denn die Filterbeutel sind heiß und riechen oft äußerst unangenehm.“

Teilstromfilter varioliQ von Grünbeck reinigt und regeneriert vollautomatisch

Der varioliQ von Grünbeck macht alles vollautomatisch. Innerhalb von sechs Wochen wurde das gesamte Kreislaufwasser im Teilstrom gesäubert, ohne irgendwelche händischen Arbeiten. Die Grünbeck-Technik wendet dabei ein geniales Reinigungsprinzip an: Das Kreislaufwasser durchströmt die verschiedenen Schichten des Filtrationsmoduls, wodurch es gereinigt wird. Beim anschließenden Rückspülen werden die einzelnen Filterschichten gespült und gleichzeitig wieder aufgelockert, während die zurückgehaltenen Partikel in den Abwasserkanal fließen.

Im Anschluss daran erfüllt das Enthärtungsmodul seine Aufgabe: Es befreit das filtrierte Kreislaufwasser nach dem Ionenaustauschprinzip von Calcium- und Magnesiumionen und verhindert dadurch zuverlässig Kalkablagerungen. Durch die vollautomatische Rückspülung und Regeneration ist kein Austausch des Filtermaterials und des Austauscherharzes erforderlich. Da diese Vorgänge mit Frischwasser erfolgen, wird auch kein wertvolles Kreislaufwasser verworfen.

Die bei GSW Finningen zusätzlich installierte Dosiereinheit sorgt durch den Zusatz von zehnprozentiger Natronlauge für die gezielte pH-Wert-Anpassung. „Nach der Kesselbefüllung war das natürlich besonders wichtig“, erklärt Grünbeck-Berater Voggenreiter. „Da mussten wir erstmal von 6,8 auf gut 9 kommen. Aber auch danach muss der pH-Wert regelmäßig kontrolliert und bei Bedarf ausgeglichen werden.“

Die pH-Wert-Kontrolle übernimmt Engelmayer selbst in Abständen von zirka vier Wochen. Dafür steht ihm ein entsprechendes Messgerät von Grünbeck zur Verfügung, das er einfach ins Wasser hält. Alle sechs bis zwölf Monate analysiert ein Servicemitarbeiter von Grünbeck die Gesamtqualität des Kreislaufwassers. Laut Andreas Voggenreiter gibt es dabei in aller Regel keine Probleme: „Sollten wir aber doch einmal Unregelmäßigkeiten feststellen, lösen unsere Spezialisten diese schnell und unkompliziert.“

Fazit: Fortschrittliches Denken und Handeln zeichnet die GSW Finningen KG aus. Dabei zeigt insbesondere das mit einem 2.000-m³-Pufferspeicher erweiterte Nahwärmenetz des Unternehmens, wie wichtig perfekt aufbereitetes Kreislaufwasser für Effizienz und Langlebigkeit ist. Entscheidend dafür ist das Know-how und die technische Lösung von Grünbeck, die aus einer Leih-Umkehrosmoseanlage und dem Teilstromfilter varioliQ 3000 mit integrierter Dosiereinheit besteht. So wird nicht nur Schmutz und Kalk zuverlässig entfernt, sondern auch der pH-Wert stabil bei etwa 9,5 gehalten. Korrosionsschutz, minimale Wartung und maximale Betriebssicherheit sind damit gewährleistet – ein Musterbeispiel für nachhaltige Wärmeversorgung.