REFERENZ: OZEANEUM
Nachhaltige Kältetechnik ermöglicht
umweltfreundliche Kühlung von Unterwasserwelten
und sicheren Betrieb des Ozeaneums
Stralsund, Deutschland
Mitte 2008 eröffnete die Stiftung Deutsches Meeresmuseum das Ozeaneum in Stral-
sund. Die riesigen Meerwasseraquarien enthalten insgesamt vier Millionen Liter
Wasser und laden die Besucher zu einer europaweit einzigartigen Reise durch die
Unterwasserwelt der nördlichen Meere ein. Wesentlicher Aspekt bei der Planung des
Unterwassermuseums auf der Stralsunder Hafeninsel war der umweltfreundliche Bau
und Betrieb des Hauses.
KLIMATECHNIKPRODUKTE VON YORK ®
Eine umweltfreundliche Lösung
Insgesamt benötigt das Museum eine Kälteleistung von 900 kW, wovon
400 kW auf die Aquariumstechnik und 500 kW auf die Gebäudeklimatisier-
ung entfallen. Die Kälteversorgung erfolgt über Kaltwasser mit einer Vor-
lauftemperatur von 6 °C und einer Rücklauftemperatur von 12 °C. Um eine
sichere und nachhaltige Kälteversorgung des Museums zu gewährleisten,
entschieden sich die Kälteexperten von Johnson Controls für einen einstu-
figen Ammoniak-Flüssigkeitskühler mit überfluteter Verdampfung. Diese
besteht aus zwei getrennten Chill-PAC-Kaltwassersätzen und zwei Hybrid-
Verdunstungsverflüssigern zur Kaltwasserkühlung. Um auch im Falle einer
Störung eine hohe Kälteleistung zu sichern, wählten die Experten für die
beiden Chill-PAC-Kaltwassersätze eine Leistung von jeweils 730 kW und
installierten sie zusammen mit dem Hauptschaltschrank in einem separaten
Maschinenraum im Erdgeschoss der Energiezentrale. Die direkte Verflüs-
sigung übernehmen zwei Jäggi-Hybridkühler auf dem Dach des Gebäudes
mit einer Leistung von jeweils 850 kW.
Der Kondensator der einstufigen NH3 Kälteanlage auf
dem Dach des Ozeaneums führt die im Verdampfer
aufgenommene Wärme an die Umgebung ab.
Die beiden SABROE ® Kolbenverdichteraggregate können bei Bedarf un-
abhängig voneinander betrieben werden. Fällt ein Verdichter aus, liefert
das verbleibende Aggregat noch gut 80 Prozent der benötigten Gesamt-
kälteleistung. 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 einer 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-Kaltwassersätze erreicht wird, konnten die Kälteex-
perten die Lärmbelastung erheblich reduzieren. Darüber hinaus ermög-
licht die Leistungsreserve, 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 Verduns-
tungskühlung entstehen.
Gesamtaufnahme einer NH3 Kolbenkältemaschine:
Chill-PAC-Kühlsatz in der Energiezentrale des Ozeaneums.
Komplexe Prozesse, einfache
Steuerung
Höchste Ansprüche an die Nachhaltigkeit
sollte das System so ausgelegt werden, dass es möglichst leise arbeitet
und Wasserdampfschwaden in Folge der Verdunstungskühlung weitest-
gehend 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.
Unter anderem kommen im Ozeaneum moderne LED-Leuchten
zum Einsatz, die 60 Prozent weniger Strom verbrauchen als normale
Leuchten. Den Wäldern zuliebe stammen alle Bau- und Schmuckhöl-
zer im Ozeaneum aus nachhaltiger Forstwirtschaft.
Auch die benötigte Kältetechnik für die Wasserkühlung der Aquarien und
die Klimatisierung des Gebäudes sollte die hohen ökologischen Ansprüche
erfüllen. Aus diesem Grund beauftragte die zuständige SWS-Energie
GmbH, unterstützt durch die Architekten- und Ingenieurunion Stralsund
GmbH, die Johnson Controls Systems & Service GmbH mit der Konzeption
und Installation einer nachhaltigen und energieeffizienten Kälteanlage. Zu
den Herausforderungen des Projektes zählten die hohen Anforderungen
an die Nachhaltigkeit und Ausfallsicherheit der Kälteanlage. Außerdem
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.
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Gesteuert wird die Anlage über eine dezentral aufgebaute SPS (Speicher-
Programmierbare Steuerung). Als Prozessinterface verfügt die Steuerung
über ein Touchpanel, das die einfache Ein- und Ausgabe von Soll- und
Ist-Werten der Kältezentrale ermöglicht und alle wichtigen Betriebs-
parameter visualisiert. Alle generierten Meldungen und Statusanzeigen
werden inklusive aller Messwerte der Kälteanlage auf das Leitsystem
weitergeleitet. Der Betrieb der Anlage erfolgt im Normalfall vollau-
tomatisch 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 Sys-
temausfalls 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.
Die Unisab III Steuerung visualisiert alle wichtigen
Betriebsparameter.
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