Im Ozeaneum kommen unter anderem moderne LED-Leuchten zum Einsatz, die 60 Prozent weniger Strom verbrauchen als normale Leuchten. Den Wäldern zuliebe stammen alle Bau- und Schmuckhölzer im Ozeaneum aus nachhaltiger Forstwirtschaft.
Höchste Ansprüche an die Nachhaltigkeit
Auch die benötigte Kältetechnik für die Wasserkühlung der Aquarien und die Klimatisierung des Gebäudes sollten die ökologischen Ansprüche erfüllen. Aus diesem Grund beauftragte die zuständige SWS-Energie GmbH die Johnson Controls Systems & Service GmbH mit der Konzeption und Installation der Kälteanlage. Zu den Herausforderungen des Projektes zählten die hohen Anforderungen an die Nachhaltigkeit und Ausfallsicherheit der Kälteanlage. Außerdem sollte das System so ausgelegt werden, dass es möglichst leise arbeitet und Wasserdampfschwaden infolge der Verdunstungskühlung weitestgehend vermieden werden. Hinzu kam der knapp bemessene Zeitrahmen für die Installation. Ziel war, die Kälteanlage im Spätsommer innerhalb von nur acht Wochen in der neuen Energiezentrale zu errichten – und zwar in einem historischen Speichergebäude, das unter Denkmalschutz steht.
Bereits das Einbringen und Aufstellen der Aggregate war aufgrund der denkmalgeschützten Bauhülle eine Herausforderung. Die Bauarbeiten am historischen Speicher und die Technikinstallationen in der Energiezentrale – also Kälteanlage, Strom- und Wärmeinstallation – mussten teilweise parallel durchgeführt werden.
Eine umweltfreundliche Lösung
Insgesamt benötigt das Museum eine Kälteleistung vom 900 kW, wovon 400 kW auf die Aquariumstechnik und 500 kW auf die Gebäudeklimatisierung entfallen. Die Kälteversorgung erfolgt über Kaltwasser mit einer Vorlauftemperatur von 6 °C und einer Rücklauftemperatur von 12 °C. Als Kältemittel wählte man Ammoniak. Um eine sichere und nachhaltige Kälteversorgung des Museums zu gewährleisten, entschieden sich die Kälteexperten von Johnson Controls für eine einstufige Kälteanlage mit überfluteter Verdampfung. Diese besteht aus zwei getrennten Chill-Pac-Kühlsätzen und zwei Hybrid-Verdunstungs-Verflüssigern zur Kaltwasserkühlung. Um auch im Falle einer Störung eine hohe Kälteleistung zu sichern, wählten die Experten für die beiden Chill-Pac-Kühlsätze eine Leistung von jeweils 730 kW und installierten sie zusammen mit dem Hauptschaltschrank in einem separaten Maschinenraum im Erdgeschoss der Energiezentrale. Die direkte Verflüssigung übernehmen zwei Jäggi-Hybridkühler auf dem Dach des Gebäudes mit einer Leistung von jeweils 850 kW.
Die beiden Kolbenverdichteraggregate von Sabroe können bei Bedarf unabhängig voneinander betrieben werden – fällt ein Verdichter aus, liefert das verbleibende Aggregat noch gut 80 Prozent der benötigten Gesamtkälteleistung. Für einen besonders energieeffizienten Betrieb der Anlage ist jeder Verdichter mit einer Leistungsregulierung ausgerüstet. Zusätzlich ist jeder Verdichter über einen Frequenzumformer drehzahlgeregelt. So werden bei Leistungsanforderung die Leistungsstufen fortlaufend zugeschaltet und die Drehzahl erhöht. Bei Leistungsreduzierung werden die Leistungsstufen entsprechend zurückgeschaltet und die Verdichterdrehzahl reduziert. Da die benötigte Gesamtkälteleistung von 900 kW bereits bei 60 Prozent der Leistung der beiden Chill-Pac-Kühlsätze erreicht wird, konnten die Kälteexperten die Lärmbelastung erheblich reduzieren. Darüber hinaus ermöglicht dieser Leistungspuffer, dass die Hybridkühler bei Nennlast bis zu einer Außentemperatur von 21,5 °C trocken betrieben werden können und somit über dem Gebäude keine Wasserdampfschwaden durch Verdunstungskühlung entstehen.
Komplexe Prozesse, einfache Steuerung
Gesteuert wird die Anlage über ein dezentral aufgebautes SPS-System (Speicherprogrammierbare Steuerung). Als Prozessinterface verfügt die Steuerung über ein Touch-Bediengerät, das die einfache Ein- und Ausgabe von Soll- und Ist-Werten der Kältezentrale ermöglicht und alle wichtigen Betriebsparameter visualisiert. Alle generierten Meldungen und Statusanzeigen werden inklusive aller Messwerte der Kälteanlage auf das Leitsystem weitergeleitet. Der Betrieb der Anlage erfolgt im Normalfall vollautomatisch und wird über die Schaltschränke im Maschinenraum zentral gesteuert. Darüber hinaus kann jeder Verdichter separat im Notfall im Handbetrieb vor Ort gesteuert werden, sodass auch im Falle eines Systemausfalls der sichere Betrieb der Anlage gewährleistet ist.
Damit verfügt das im Mai 2010 als Europas Museum des Jahres 2010“ ausgezeichnete Ozeaneum über ein zukunftsfähiges System, das eine energieeffiziente und nachhaltige Temperierung der Aquarien ermöglicht.
