Admedino Kindergarten

Wie aus einer fossilen CO₂-Schleuder ein ökologisches Vorzeigeprojekt wird!
Die Kindertagesstätte (Kita) Admedino wurde 2007/2008 gebaut und in Betrieb genommen.
In unmittelbarer Nähe der Kita erstreckt sich der Zeisigwald - ein Waldgebiet im Nordosten der Stadt Chemnitz und ein Rest des alten Erzgebirgswaldes Miriquidi. In dieser naturbelassenen Umgebung bekommen schon die Kleinsten einen Bezug zu Umwelt und Natur.

Das Gelände der Kita bietet einen großen Bewegungs-, Spiel- und Erfahrungsraum für alle Kinder im Vorschulalter. Die Gebäude der Kita stehen auf einem ca. 5.800 m² großen Grundstück. Im Garten gibt es neben Wiesen und befestigten Flächen verschiedenste Spiel- und Aktivitätsangebote, z. B. Schaukeln, Kletterparcours, einen Pfad der Sinne, eine Wasserbaustelle, Kräuter- und Blumenbeete sowie einen Bau- und Buddelplatz und weitere bewegungsorientierte Angebote. In die Gestaltung des Kita-Geländes wurden die Kinder und Eltern einbezogen - genauso wie in das neue Energiekonzept der Einrichtung.

Wie bei öffentlichen Gebäuden üblich, musste damals, als das Gebäude errichtet wurde, das günstigste Angebot den Zuschlag erhalten. Daher sind die Gebäude nur mit einer Gastherme und glücklicherweise bereits mit einer Fußbodenheizung ausgestattet. Die verschiedenen Räume können nicht einzeln geregelt und aktuell leider auch nicht gekühlt werden. Der passive Wärmeeintrag durch die großen Glasflächen stellt vor allem im Sommer eine hohe Belastung für Kinder und Personal dar. Die wenigen Regelungsmöglichkeiten und die inzwischen völlig veraltete Gasheizung verursachten in den letzten drei Jahren einen durchschnittlichen Energieverbrauch von deutlich mehr als 170.000 kWh bei einer Nutzfläche von ca. 1.000 m². Dies entspricht der Energieeffizienzklasse F - dem drittletzten Platz der Effizienztabelle - und vor allem einem CO₂-Ausstoß von ca. 32.000 kg pro Jahr.

Nicht nur aufgrund der unberechenbar schwankenden Kosten für fossile Brennstoffe, sondern auch aus Gründen des Gebäudeklimas und der Verantwortung gegenüber der Zukunft unserer Kinder hat der Träger beschlossen, die Energieversorgung - also Strom und Wärme - des Gebäudes komplett auf erneuerbare Energien umzustellen und so CO₂-neutral die Kita-Zukunft zu gestalten.

Welches Konzept wird umgesetzt?
Eine leistungsfähige Sole-Wärmepumpe (auch Erdwärmepumpe genannt) wird zukünftig das Gebäude beheizen und mit warmem Wasser versorgen. Da die Flächen, die man für Erdwärmetauscher oder Erdsonden benötigen würde, aufgrund der bestehenden Bebauung nicht zur Verfügung stehen, wird ein innovatives Konzept mit drei unterschiedlichen Wärmequellen für die Wärmepumpe umgesetzt.

Die erste Wärmequelle stellen zwei Eisspeicher dar. Diese Technologie wurde erst vor wenigen Jahren entwickelt und nutzt die Kristallisationsenergie, die beim Phasenübergang von Wasser zu Eis frei wird. Während des Gefriervorgangs - wenn aus flüssigem Wasser festes Eis wird - wird eine Energiemenge freigesetzt, mit der man Wasser von 0 °C auf 80 °C erwärmen könnte. Je häufiger man diesen Phasenübergang durch Auftauen und Wiedereinfrieren vornehmen kann, desto effizienter arbeiten die Eisspeicher. Die Wärmepumpe entzieht über Wärmetauscher dem Eisspeicher Wärme, dieser friert aufgrund der Geometrie der Wärmetauscher von innen nach außen durch. In diesem Zustand hat die Wärmeträgerflüssigkeit konstant 0 °C. Zur Regeneration (dem Auftauen) der Eisspeicher stehen die beiden anderen Wärmequellen zur Verfügung.

Eine weitere Funktion der Eisspeicher besteht darin, in den warmen Monaten von Mai bis teilweise September die Kita passiv (also ohne Stromverbrauch zur Kälteerzeugung) zu kühlen. Dazu wird ab ca. Mitte März die Regeneration der Eisspeicher eingestellt, und der Inhalt wird bis auf einen Sicherheitsabstand von 10 cm zur Hülle (Berstgefahr) durchgefroren. Sollte nach diesem Vorgang die Wärmepumpe dennoch Heizbedarf haben (z. B. an kalten Maitagen), kann sie auf die beiden anderen Wärmequellen zurückgreifen.

Zum Kühlen wird nun über einen Zwischenspeicher (Kältespeicher) die Fußbodenheizung durch den Eisspeicher mit kühlem Wasser betrieben, wodurch die gesamte Kita gekühlt werden kann. Gleichzeitig wird die Kühlflüssigkeit durch die Raumwärme aufgeheizt und kann so die beiden Eisspeicher langsam bis in den August/September hinein regenerieren (auftauen). Sollte die Eismenge zur Kühlung nicht ausreichen, können wir mit den 8 °C bis 10 °C aus den Erdwärmetauschern (siehe unten) unterstützen.

Als zweite Wärmequelle werden auf den freien, nicht überbauten 210 m² des Grundstücks vertikale Erdwärmetauscher eingesetzt. Diese gehen im Vergleich zu den üblichen Absorbern in die Tiefe statt in die Fläche. Dadurch entfallen die üblicherweise erheblichen Erdbewegungen, da nur 20 cm breite und 2 m tiefe Gräben gezogen werden müssen, die nach Einbau der Absorber sofort wieder verfüllt werden können. Beim beauftragten Bodengutachten wurde zudem festgestellt, dass nach dem Sommer bis weit ins Frühjahr hinein sehr hohe Schichtenwasserbestände mit relativ hoher Fließgeschwindigkeit anstehen. Dieses Schichtenwasser erhöht die Wärmeausbeute aus dem Boden um ca. 35 % bis 45 % und gewährleistet eine ständige Regeneration des Bodens. Dies ist wichtig für die Vegetation an der Oberfläche. Es hemmt das Wachstum, wenn die Pflanzen „kalte Füße“ (Wurzeln) bekommen.

Aus den Erdwärmetauschern werden dauerhaft Temperaturen bis zu 10 °C gewonnen, denn durch das Schichtenwasser wird die entzogene Wärme kontinuierlich nachtransportiert. Diese Erdwärmetauscher werden genutzt, um die Eisspeicher rund um die Uhr zu regenerieren, also mit den gewonnenen 10 °C immer wieder aufzutauen. Alternativ steht diese Temperatur im Spätsommer zur Kühlung der Kita-Räume zur Verfügung, sollten die Eisspeicher dann bereits komplett aufgetaut sein.

Jetzt zur dritten Wärmequelle: Da das Feld mit den Erdabsorbern zu klein ist, um die Eisspeicher vollständig zu regenerieren, bauen wir auf das Dach der Kita eine PVT-Anlage (photovoltaisch-thermische Module). Das Besondere daran ist die hybride Funktion dieses PVT-Moduls: Es erzeugt auf der Vorderseite – wie ein gewöhnliches Photovoltaik-Modul -Strom, der zum Betrieb der Wärmepumpe eingesetzt wird. Auf der Rückseite wird durch einen hochentwickelten Wärmetauscher (Absorber) die Wärme, die durch solare Erträge, aber auch durch die Umwandlung von Licht in Strom entsteht, entweder direkt für die Warmwasserbereitung in der Kita im Sommer genutzt oder als Wärmequelle zur Regeneration des Eisspeichers verwendet. Da die PVT-Anlage auch im Winter bei negativen Außentemperaturen durch Sonneneinstrahlung und Stromumwandlung Wärme bis zu 35 °C im Modul erzeugt, ist sie eine wichtige Energiequelle, um unsere Eisspeicher immer wieder aufzutauen.

Die Auslegung dieses außergewöhnlich umweltfreundlichen Konzeptes sieht vor, den Kindergarten bilanziell komplett autark betreiben zu können. Sollte im Winter trotz der großzügig dimensionierten PV- und PVT-Anlage der Strom zum Betrieb der Wärmepumpe nicht ausreichen, wird grüner Strom direkt von der Strombörse bezogen. Die Kosten hierfür werden mit den erwirtschafteten Überschüssen aus der sommerlichen Einspeisung verrechnet. Auf diese Weise kann der Kindergarten zukünftig ohne zusätzliche Kosten mit Strom und Wärme versorgt werden.

Wofür brauchen wir Ihre Beteiligung?
Da die Konzeption des Projekts Pilotcharakter hat, arbeiten wir bei diesem Vorhaben mit dem ISE-Fraunhofer-Institut aus Freiburg zusammen. Unser Konzept und die Umsetzung sind Teil einer vierjährigen Studie, die aufzeigen soll, wie auch bei energetisch anspruchsvollen Immobilien unter widrigen Platzverhältnissen weitestgehende Autarkie erreicht werden kann.

Die dazu notwendigen Vorplanungen, Simulationen, geologischen Untersuchungen - kurz: alle vorbereitenden Maßnahmen - müssen zunächst durch uns erbracht werden. Die Umsetzung der Maßnahme ist noch vor der kommenden Heizperiode geplant und hat bereits begonnen.

Um das alles umsetzen zu können, benötigen wir eine Vor- und Zwischenfinanzierung, bis das Projekt zum einen komplett fertiggestellt ist und zum anderen auch unsere Rechnungen geprüft und freigegeben sind. Auch die beantragten und bewilligten Fördermittel werden erst nach Fertigstellung und Inbetriebnahme der Anlage ausbezahlt.

Um auch andere Projekte parallel vorbereiten und abschließen zu können, müssen wir auf unsere Liquidität achten. Banken sind nicht dafür bekannt, Innovation ohne doppelte Sicherheit zu unterstützen - daher brauchen wir Ihr Invest und Ihre Unterstützung. Obwohl wir einen hohen Zins bezahlen, liegen wir nicht über den Kosten, die uns eine Bankfinanzierung gekostet hätte - über die entsprechende Besicherung wollen wir gar nicht erst nachdenken.

Die Bezahlung der Maßnahme ist durch den Träger der Kita gesichert, die Fördermittel sind bereits bewilligt, mit Teilen der Arbeiten sind wir schon fertig. Ihre Beteiligung ist damit in guten Händen – und dient einer sauberen Zukunft sowie einer gemütlichen, kindgerechten Kita.

Vielen Dank für Ihr Engagement! Gerne stellen wir Ihnen weitere Objekte vor.

Neutraubling, 21.05.2025
Wolfgang Soller
Geschäftsführer der
PVT-Strom und Wärme GmbH

Angenommen, Sie investieren zum Datum 16.06.2025 einen Betrag in Höhe von 2.500,00 €, dann sieht Ihr Zahlungsplan für diese Investition wie folgt aus: