Sabroe DualPAC für die Fernwärmeversorgung in Gotha

Die Gothaer Stadtwerke ENERGIE standen vor der Herausforderung, eine nachhaltige und effiziente Heizlösung zu integrieren, die fossile Energieträger ersetzt. Die Wahl fiel auf die Sabroe DualPAC, die von Johnson Controls im Werk in Aarhus (Dänemark) speziell für dieses Projekt gefertigt wurde. Mit einer Heizleistung von bis zu 1.300 kW ist sie ideal für den großflächigen Einsatz in der Fernwärmeversorgung geeignet.

Die Sabroe DualPAC von Johnson Controls bietet eine Heizleistung von bis zu 1.300 kW und ist ideal für den großflächigen Einsatz in der Fernwärmeversorgung geeignet. © Johnson Controls

Die neue Großwärmepumpe kombiniert die bewährten Technologien der Kältemaschinenserie ChillPAC und der Wärmepumpenserie HeatPAC. Sie nutzt ein Wasser-Glykol-Gemisch als Kältemittel und arbeitet mit einem zweistufigen Kompressionssystem ohne Zwischenwärmetauscher. Stattdessen sorgt ein Mitteldruckbehälter für maximale Effizienz, der die benötigte Kältemittelmenge auf nur 115 Kilogramm Ammoniak (R717) reduziert. Dieses Kältemittel unterliegt nicht der F-Gas-Verordnung und ist somit langfristig zukunftssicher.

Mit einem COP (Coefficient of Performance) von 2,6 bietet die Sabroe DualPAC einen hohen Wirkungsgrad, was zu niedrigen Betriebskosten führt und die CO2-Belastung gering hält. Für jede eingesetzte Kilowattstunde Strom erzeugt sie mindestens 2,6 kW Heizleistung. Darüber hinaus ist die Großwärmepumpe mit sieben Metern Länge, drei Metern Breite, 2,6 Metern Höhe und einem Gewicht von rund 17 Tonnen äußerst kompakt.

Der COP der Gesamtanlage liegt bei 2,6 – somit werden die Wärmemengen zur Fördersicherung zuverlässig erreicht. © Johnson Controls

Intelligente Steuerung für maximale Effizienz

Ein wesentliches Alleinstellungsmerkmal der neuen iKWK-Anlage in Gotha ist die übergeordnete Wärmepumpenmodulsteuerung (HPMC = Heat Pump Module Control) von Johnson Controls. Diese wurde speziell für die Gothaer Stadtwerke entwickelt und integriert nahtlos alle relevanten Systeme – von den Luft-Wärmeübertragern über die Lüftung und Sicherheitswarnanlagen bis hin zu den Brandschutzvorrichtungen im Maschinenraum.

Die übergeordnete Wärmepumpenmodulsteuerung wurde speziell für die Gothaer Stadtwerke entwickelt und integriert nahtlos alle relevanten Systeme. © Johnson Controls

Die Steuerung in Kombination mit automatisierten Sollwertvorgaben für Temperatur und Druck sorgt dafür, dass die Wärmepumpe stets im optimalen Bereich arbeitet und flexibel auf Lastanforderungen reagieren kann, was maßgeblich die Effizienz der Gesamtanlage steigert. Eine ProfiNET-Schnittstelle gewährleistet die einfache Integration in die bestehende Leittechnik.

Ein weiterer Vorteil der HPMC-Steuerung: Sie reduziert manuelle Eingriffe auf ein Minimum, wodurch Fehlerpotenziale gesenkt und der Betrieb noch sicherer gestaltet werden. Die Inbetriebnahme der Anlage wurde durch die intelligente Steuerung erheblich vereinfacht – eine enorme Zeitersparnis für die Gothaer Stadtwerke.

Intelligente HPMC-Steuerung im Schaltschrank: Manuelle Eingriffe werden auf ein Minimum reduziert, was Fehlerpotenziale senkt und den Betrieb noch sicherer gestaltet. © Johnson Controls

Nachhaltige Wärme für Gotha

Neben der Großwärmepumpe gehören auch ein Blockheizkraftwerk sowie ein Elektrodenkessel (Power-to-Heat) zur neuen iKWK-Anlage. Diese Kombination bietet den Stadtwerken zusätzliche Flexibilität im Betrieb: Während die Wärmepumpe insbesondere in den Sommermonaten zur Deckung der Grundlast genutzt wird, sorgen die weiteren Komponenten für eine kontinuierliche und effiziente Wärmeversorgung. Hierfür lieferte Johnson Controls den Stadtwerken Anfang 2025 auch drei Luft-Wärmeübertrager, die effizient arbeiten und sicherstellen, dass die Wärmequelle kontinuierlich zur Verfügung steht.

Die iKWK-Anlage zeigt eindrucksvoll, wie moderne Technologien zur Sektorenkopplung beitragen können. Die Integration erneuerbarer Energien wie Wind- und Solarstrom können das System noch nachhaltiger machen und dabei helfen, Schwankungen im Stromnetz auszugleichen.

Mit einer effizienten iKWK-Anlage setzen die Stadtwerke in Gotha einen wichtigen Meilenstein in der Dekarbonisierung ihrer Fernwärmeversorgung. © Johnson Controls

Fazit

Mit der Sabroe DualPAC Großwärmepumpe von Johnson Controls setzen die Gothaer Stadtwerke neue Maßstäbe in der klimafreundlichen Wärmeversorgung. Die intelligente Steuerungstechnik und die hocheffiziente Wärmepumpenlösung ermöglichen eine erhebliche CO2-Reduktion und sorgen für eine nachhaltige, zuverlässige Energieversorgung. Im Zuge der engen Zusammenarbeit mit Johnson Controls wurde eine maßgeschneiderte Lösung entwickelt, die optimal auf die Anforderungen der Gothaer Stadtwerke abgestimmt ist.

Weitere Informationen finden Sie unter www.johnsoncontrols.de.

Infokasten zum Projekt in Gotha:

Die Auslegungsdaten der Sabroe DualPAC Großwärmepumpe:

• Heizleistung: 1.300 kW
• Elektrische Leistungsaufnahme der Wärmepumpe: 489 kW (ohne Nebenaggregate)
• COP: 2,6
• Leistungsregelung: Niederdruckstufe und Hochdruckstufe über Drehzahlregelung
• Kältemittel: R717 (= Ammoniak)
• Kältemittelmenge: 115 kg
• Soletemperatur Quelle: 6/2 °C mit 34 % MEG 
• Wassertemperatur Senke: 90/70 °C
• Spannungsversorgung mit doppelter Einspeisung: 2 x 400/3/50+N V/Ph/Hz
• Bewegter Luftvolumenstrom zur Erzeugung der Quellenleistung: 523.170 m3/h

Über Johnson Controls:

Johnson Controls ist ein weltweit führender Technologieanbieter in den Bereichen Energiemanagement, geschäftskritische Gebäudesysteme, Energieeffizienz und Dekarbonisierung. Unsere Technologien helfen Kunden, Energie effizienter zu nutzen, CO2-Emissionen zu reduzieren und mit der Präzision und Ausfallsicherheit zu arbeiten, die in schnell wachsenden Branchen wie Rechenzentren, Energiewirtschaft, Gesundheitswesen, Pharmazie, Prozessindustrie und Hochschulbildung erforderlich sind.

Seit mehr als 140 Jahren liefert Johnson Controls Produkte und Services dort, wo es wirklich darauf ankommt. Mit fortschrittlicher Technologie, Lebenszyklus-Services und einem branchenweit führenden Fachvertrieb steigern wir die Leistung unserer Kunden, setzen Ziele in reale Ergebnisse um und tragen zum Fortschritt der Gesellschaft bei. 

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