Wärmelösung für Werkstatt und Waschstraße

Solare Großanlage von Bosch liefert Prozesswärme für Waschstraße und Werkstatthalle bei Kölner Spezialfahrzeuge-Unternehmen Colonia

Sie transportieren, heben, schleppen und bergen – die Kran-, Abschlepp- und Lkw-Flotte des Kölner Spezialfahrzeuge-Unternehmens Colonia ist anspruchsvolle Einsätze gewohnt. Ein neues Werkstattgebäude mit drei Werkstattgruben, eigener TÜV-Prüfhalle und einer Waschstraße sorgt dafür, dass die Fahrzeuge laufend bestens gewartet sind und im Einsatz strahlend sauber aussehen. Eine solare Großanlage von Bosch liefert hierfür die nötige Prozesswärme sowie Warmwasser und Heizungswärme für Werkstatt und Waschstraße.

Heute bietet Colonia einen umfassenden Fuhrpark mit insgesamt 250 Fahrzeugeinheiten. Damit ist das Unternehmen einer der größten Dienstleister für Kranarbeiten und Schwertransporte in Deutschland und hat die besten Voraussetzungen, um flexibel auf die Anforderungen des Marktes zu reagieren. Das Unternehmen mit Sitz in Köln-Ossendorf ist seit drei Generationen in Familienhand. Auf dem Werkgelände hat die Geschäftsleitung eine große Werkstatthalle errichtet, inklusive Diagnosefeld und Waschanlage für Lkw. Das Besondere dabei: Die Prozesswärme für die Waschanlage sowie Warmwasser und Heizungswärme werden mittels einer solaren Großanlage von Bosch erzeugt – unterstützt von einer Gas- Brennwertkaskade.

Mit ihrer ökologischen Wasseraufbereitung durch eine rein biologische Wasserkreislauf-Führung ist die Anlage derzeit wohl einzigartig in Deutschland und auf dem neuesten technischen Stand. Frank Schönges, Geschäftsführer und Enkel des Firmengründers, sagt: „Als umweltfreundliches und zukunftsorientiertes Unternehmen gehen wir mit der Zeit. Wir wollen natürlich, dass Colonia weiterwächst, aber wir wollen in dem, was wir tun, auch nachhaltig sein.“

Auch der Standort war für die Solarthermie-Entscheidung ausschlaggebend, wie Gert Kalker von der Colonia-Betriebsleitung erklärt: „Das Industriegebiet wurde ursprünglich als Solarindustriegebiet geschaffen, und dem wollten wir Rechnung tragen.“

Anspruchsvolle Bedingungen

Unter diesen Voraussetzungen war es wichtig, eine ressourcenschonende und umweltfreundliche Lösung zu erarbeiten, die gleichzeitig effizient und leistungsstark ist. Zu diesem Zweck hat die Firma Colonia bereits in der Planungsphase des Hallenneubaus mit Hubert Aretz vom Planungsbüro Plan Team Hürth (PT-H), Planungsgesellschaft für technische Gebäudeausrüstung mbH, zusammengearbeitet.
Johan Väisänen

Als Planungsgrundlage hat PT-H die Betriebsbedingungen von Colonia untersucht und dabei auch die Wirtschaftlichkeit unter Berücksichtigung von Fördergeldern bewertet. Denn die Großanlage profitiert von der Innovationsförderung zur solaren Prozesswärme-Bereitstellung des Bundesamtes für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA). Darüber hinaus hat PT-H bei der Wirtschaftlichkeitsprüfung eng mit Bosch zusammengearbeitet und deren langjährige Expertise in die Planung und Auslegung solarer Großanlagen einfließen lassen. Ergebnis der Zusammenarbeit: Die neue Solarthermie-Anlage wird sich in weniger als zehn Jahren amortisieren. Die ökologische Nachhaltigkeit ist jedoch über einen wesentlich längeren Zeitraum wirksam.

Die Anlage für die bis zu 23 Meter langen Mobilkrane und Spezialfahrzeuge musste so konzipiert werden, dass zwei Hochdruckreiniger mit einem Durchlauf von jeweils 1.200 Liter Wasser pro Stunde sechs Stunden am Tag eingesetzt werden können. Das Wasser muss 70 Grad Celsius haben. Hinzu kommen täglich drei Stunden Bürstenbetrieb der Portalwaschanlage und die vollautomatische Unterbodenwäsche mit einem Durchlauf von 250 Litern pro Minute. Die Bürstenanlage verbraucht pro Fahrzeug insgesamt rund 1.000 Liter Wasser.

Insgesamt müssen Solarthermie-Anlage und Gas-Brennwertkaskade also pro Arbeitstag rund 15 Kubikmeter 70 Grad Celsius warmes Waschwasser bereitstellen. Um Frischwasser zu sparen und das Grundwasser nicht zu belasten, besteht das Waschwasser aus weichem Regenwasser, das nach Gebrauch aufgefangen, geklärt, gefiltert und wieder zur Wäsche verwendet wird. Auf Grundlage dieser Vorgaben und der ermittelten Daten konnte die Planungsabteilung von Bosch die Komponenten sowie die Anlage auslegen und planen.

„Das Besondere an diesem Projekt war, dass wir bestehende Baugruppen für Solarthermie für Mehrfamilienhäuser auf Industrieprozesse umstellen mussten. Nur so konnten wir dem hohen Wasserumsatz der Anlage und der erforderlichen Größe der Solaranlage gerecht werden“

Jörg Vorländer, Business Development Manager bei Bosch

Zu den zentralen Komponenten der Anlage gehören dabei nicht nur die Gas-Brennwertkaskade und die Röhrenkollektoren, sondern auch ein ausgefeiltes zentrales Regelsystem.

Bosch bietet ein standardisiertes Monitoring-System an, mit dem sich die gesamte Anlage zuverlässig und dauerhaft fernüberwachen lässt und das sich an individuelle Kundenbedürfnisse anpasst. Das macht das Zusammenspiel der einzelnen Module sicher und sorgt dafür, dass die Solaranlage zu jeder Betriebszeit allen Anforderungen entspricht. Nach dem Abschluss der umfangreichen Planungsphase beauftragte Colonia schließlich den Kölner Heizungs- und Sanitärfachbetrieb Hans Olbertz GmbH mit der Umsetzung des Projekts.

Ausgeklügeltes System

Das Ergebnis ist eine solarthermische Anlage, die mit 168 Vakuumröhren-Kollektoren VK-120-2CPC von Bosch auf dem Hallendach die nötige Prozesswärme liefert. Das Kollektorfeld bringt es auf eine Gesamtfläche von 205 Quadratmetern. Der Nutzwärmeertrag des Solarsystems beträgt 99 Megawattstunden (MWh) bei einer Kollektorflächeneinstrahlung von 206 MWh – dies entspricht einem Systemnutzungsgrad von 48 Prozent.

Auch bei der Planung und der statischen Auslegung der Ständerkonstruktion des Kollektorfeldes hat PT-H eng mit Bosch zusammengearbeitet, denn Erfahrung war sowohl von planerischer als auch von Hersteller-Seite gefragt. Bei der Bauplanung des ca. 55 Meter langen Kollektorfeldes spielen außer dem Gewicht der Kollektoren, der Ständerkonstruktion und der Verrohrung auch die Berücksichtigung von Wind- und Schneelast eine entscheidende Rolle.

Trotz ihrer Abmessungen reicht die Kollektorfläche – besonders an sonnenarmen Tagen – nicht ganz aus, um täglich 15 Kubikmeter Wasser auf bis zu 70 Grad Celsius zu erwärmen. Eine Kaskade aus vier Bosch Gas-Brennwertthermen Cerapur Maxx ZBR 100-3 A 21 mit einer Heizleistung von vier Mal 95 Kilowatt (kW) unterstützt die Solaranlage, um eine konstante Betriebstemperatur zu sichern. Die Solarthermie-Anlage liefert bei Colonia zwar vorrangig Prozesswärme für die Waschstraße, versorgt aber auch die Arbeitsräume der Werkhalle mit Warmwasser und Heizwärme. Die Frischwasserstation TF 40-3 liefert bis zu 40 Litern Trinkwasser pro Minute bei konstanten Zapftemperaturen bis 60 Grad Celsius. In der kalten Jahreszeit wärmen Radiatoren und eine Fußbodenheizung mit einer Gesamtleistung von 30kW Büroräume und Lager.

Insgesamt beweist das ausgeklügelte System, dass das Thema Sicherheit bei der Planung der Anlage eine zentrale Rolle gespielt hat. Die Röhrenkollektoren auf dem Dach können nicht „abgeschaltet“ werden. Wenn sich die Wärmeträgerflüssigkeit in den Kollektoren immer weiter erhitzt, ohne dass Energie abgeführt wird, besteht das Risiko, dass die Flüssigkeit verdampft. Um Schäden zu vermeiden, muss die erzeugte Energie daher ständig abgeführt werden – auch wenn gerade kein Fahrzeug gewaschen wird, beispielsweise an Wochenenden und Ruhetagen. Das gilt vor allem während der Sommermonate, wenn an heißen Tagen auf den Solarthermieplatten Temperaturen von 70 bis 80 Grad Celsius entstehen und die Pufferspeicher voll sind. Dann lassen sich solare Überschüsse zum einen in insgesamt 120 Meter lange Deckenstrahlplatten in den verschiedenen Hallenbereichen ableiten. Zum anderen steht ein unterirdischer Kaltwasserspeicher mit einem Fassungsvermögen von 130 Kubikmetern bereit, in den überschüssige Energie über einen Wärmetauscher abgeleitet werden kann.

„Die Anlage muss einen sehr hohen Wärmebedarf meistern – und dies zu sehr unterschiedlichen Taktzeiten“, sagt Planer Aretz. „Die hier zum Einsatz kommende Solarthermie-Anlage deckt diesen Bedarf an sonnigen Tagen problemlos ab und wird bei Bedarf von der Gas-Brennwertanlage unterstützt. Die große Herausforderung bei diesem Projekt war, mit den hohen Differenzen zwischen Wärmebereitstellung und Wärmeanforderung zurechtzukommen.“

Johan Väisänen

Sämtliche Leistungsparameter der Anlagen werden per verschlüsselter Datenfernübertragung verfolgt. Mithilfe dieses Monitoring-Services werden im Falle einer Fehlfunktion alle zuständigen Personen, wie Installateure, Inhaber und Kundendienstmitarbeiter automatisch per SMS oder E-Mail informiert. Dieser Service ist in den ersten zwei Jahren im Kundendienst von Bosch inbegriffen.

Überzeugendes Ergebnis

Mit dem cleveren Zusammenspiel der verschiedenen Komponenten ist es Bosch, dem Plan Team-Hürth und dem Sanitärbetrieb Olbertz gelungen, mit Unterstützung von Colonia Spezialfahrzeuge eine leistungsstarke und nachhaltige Solarthermie-Anlage zu realisieren, die den hohen Anforderungen einer Waschstraße in einer Wasserschutzzone entspricht.

Stefan Imle von der Firma Olbertz ist sehr zufrieden: „Außer der Größe der Anlage war es vor allem die kurze Bauzeit von nur zwei Monaten, die Logistik und die Montage vor Ort, die uns vor große Herausforderungen gestellt hat. Dank der guten Zusammenarbeit mit Bosch konnten wir diese große Aufgabe jedoch erfolgreich meistern. Das Ergebnis spricht für sich!“

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Auf dem neuen Hallendach des Spezialfahrzeuge-Unternehmens Colonia in Köln erzeugen 168 Vakuumröhrenkollektoren von Bosch Prozess- und Heizungswärme sowie Warmwasser. (Quelle: Bosch)

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Das Herz der Anlage: Im Technikraum stehen alle Module der komplexen Solarthermie-Anlage. (Quelle: Bosch)

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Auch die Kessel-Kaskade aus vier Gas-Brennwert-Geräten (vorne links im Bild) und die Pufferspeicher befinden sich im Technikraum unter der Lkw-Waschstraße. (Quelle: Bosch)

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Die neue Lkw-Werkstatthalle auf dem Betriebsgelände der Colonia Spezialfahrzeuge GmbH in Köln-Ossendorf: Auf dem Hallendach befindet sich das 205 Quadratmeter große Kollektorfeld der Solaranlage. Am östlichen Ende des Gebäudes (rechts im Bild) ist die Waschstraße.

(Quelle: Bosch)

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In der großräumigen Halle warten und reparieren Colonia-Mitarbeiter die Spezialfahrzeuge. An der Hallendecke befinden sich Deckenstrahlplatten, mit denen überschüssige Solarenergie abgeführt werden kann. (Quelle: Bosch)

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Unter Druck: Bis zu sechs Stunden am Tag reinigen Colonia-Mitarbeiter Fahrzeuge in der Waschstraße. Die hier eingesetzten Waschlanzen haben einen Durchlauf von jeweils 1.200 Litern Wasser pro Stunde bei 70 Grad Celsius. (Quelle: Bosch)

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Jörg Vorländer, Hubert Aretz, Hans Gert Kalker, Frank Schönges und Peter Jansen (von links) besprechen die Pläne für die neue solare Großanlage. (Quelle: Bosch)

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Besichtigung der fertigen Anlage: Jörg Vorländer von Bosch erläutert den Beteiligten das Zusammenspiel der einzelnen Anlagemodule. (Quelle: Bosch)

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Stefan Imle von der Hans Olbertz GmbH für Sanitär- und Heizungstechnik in Köln ist mit der fertig montierten Solarthermie-Anlage sehr zufrieden. (Quelle: Bosch)

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Hat die Herausforderungen hinsichtlich der hohen Differenzen zwischen Wärmebereitstellung und Wärmeanforderung der Anlage bestens gemeistert: Hubert Aretz vom Plan Team Hürth. (Quelle: Bosch)

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Hydraulikschema Waschstraße Colonia Köln: vereinfachte Darstellung ohne Mess- und Regelventile (Quelle: Bosch – Icons: majson, Motorama, asbesto_cemento)

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