Energie im Multimar

Wärme und Kälte

Die Nordsee ist ein kaltes Meer. Für die Fische, Krebse und anderen wirbellosen Tiere müssen unsere Aquarien immer gekühlt werden, da durch Beleuchtung, technische Leitungen und die Grenzflächen der Becken das kühle Wasser kontinuierlich erwärmt wird: Der Kältebedarf ist ca.150 kW, im Jahr sind das 1314 MWh.

Im Winter werden Ausstellungs- und Funktionsräume beheizt, der Energiebedarf für die Erwärmung der insgesamt 3125 m² Ausstellungs- und Funktionsfläche beträgt 282 MWh pro Jahr.

Energie und CO2

Pro kW elektrischer Energie werden 647 g CO2 produziert, die zur Erwärmung des Klimas in der Atmosphäre beitragen.

In einem von DBU und Bingo geförderten Projekt haben wir neue Wege zur Erzeugung und Verwendung von Energie in einer Ausstellung beschritten.

Ziel der Umbaumaßnahmen ist es, den CO2-Ausstoß entgegen einer konventionellen Anlage um mindestens 50% zu reduzieren.

 

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Sommer

Das Gebäude wird weder beheizt noch gekühlt.
Das Aquarienwasser wird gekühlt.

Die Kühlung erfolgt über zwei getrennte Quellen:

  1. natürliche Kälte
    Über Erdsonden wird im Boden abgekühltes Wasser (ca. 12 °C) in einem geschlossenen Rohrsystem aus dem Boden gefördert und wie in einer Fußbodenheißung durch die Betonwände der Aquarien geleitet. Natürliche Kälte ist kostengünstig und reduziert die Produktion des Treibhausgases CO2.
     
  2. technische Kälte
    Den Hauptteil des Kältebedarfs deckt eine Absorptionskältemaschine, im Hochsommer zusätzlich unterstützt durch eine Kompressionskältemaschine. Die Absorptionskältemaschine benötigt Wärme, die von einem Blockheizkraftwerk (BHKW) bereitgestellt wird. Die Kompressionskältemaschine benötigt Strom, der ebenfalls vom BHKW kommt.

Winter

Das Gebäude wird beheizt.
Das Aquarienwasser wird gekühlt.

Die Heizung wird vorrangig aus dem BHKW gespeist. Bei Bedarf kommt zusätzliche Wärme aus dem Erdgaskessel.

Die Kühlung erfolgt über zwei getrennte Quellen:

  1. natürliche Kälte
    Über eine Rückkühler auf dem Gebäudedach wird kalte Außenluft genutzt.
     
  2. technische Kälte
    Bei Bedarf liefert eine Absorptionskältemaschine zusätzlich Kälte. Die dazu benötigte Wärme wird vom BHKW bereitgestellt. Mit dem Strom aus dem BHKW wird die Ausstellung betrieben. Technische Kälte ist kostenintensiv und erhöht die Produktion des Treibhausgases CO2.

Heizung

  • Einsatz eines Blockheizkraftwerk (BHKW)
    Ein BHKW (SOKRATHERM GG 50)erzeugt elektrischen Strom und Wärme. Diese beiden Energieformen werden aus Gas gewonnen. Der im BHKW erzeugte elektrische Strom wird zum Betrieb der Ausstellung genutzt. Die produzierte Wärme heizt im Winter das Gebäude. Im Sommer kann sie in der Absorptionskältemaschine zur Kühlung der Aquarien genutzt werden.
     
  • Wärmeerzeugung mit Erdgaskessel
    In einem Erdgaskessel wird Erdgas verbrannt, um im Bedarfsfall das Gebäude zu heizen. Ein Teil der Wärme geht allerdings über Abgase und Strahlung verloren.

Photovoltaik

  • Nur ein Bruchteil der von der Sonne erzeugten Energie gelangt bis zur Erde. Diese auf der Erdoberfläche ankommende Strahlungsenergie wird in Solarzellen in Elektrizität umgewandelt. Solarzellen in der Fassade und auf dem Dach erzeugen eine Gleichspannung, die durch Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt wird. Die erzeugte Elektrizität wird in das öffentliche Stromnetz eingespeist.

Kühlung

Das Aquariumwasser benötigt eine Temperatur von ca. 10 °C im Winter und 12 °C im Sommer.

  • Kälteerzeugung mit Außenluft (Rückkühler)
    Liegt die Temperatur der Außenluft unterhalb der Wassertemperatur in den Aquarien, kann die Außenluft für die Kühlung genutzt werden.
     
  • Kälteerzeugung mit der Kompressionskältemaschine
    Eine Kompressionskältemaschine befindet sich in herkömmlichen Kühlschränken. Ein unter Druck stehendes flüssiges Kältemittel entzieht beim Wechsel zum gasförmigen Zustand seiner Umgebung Wärme, Kälte entsteht. Dies geschieht im sogenannten Verdampfer. Das gasförmige Kältemittel wird danach wieder mit einem Kompressor verdichtet und so wieder flüssig (Verflüssiger). Die dabei entstehende Abwärme kann an anderer Stelle genutzt werden. Das flüssige Kältemittel wird wieder in den Verdampfer geleitet. Der Kreislauf der Kompressionskältemaschine ist wieder geschlossen.
    Diese Methode verbraucht viel elektrische Energie.
     
  • Kälteerzeugung mit der Absorptionskältemaschine
    Die Wärme aus dem BHKW dient zum Verdampfen von Wasser aus einer Lithium-Bromid Salzlösung. Beim nachfolgenden Prozess der Absorption dieses Wassers in der konzentrierten Salzlösung wird Kälte erzeugt, die zur Aquarienkühlung genutzt wird.
    Da hier keine Kompressorpumpen betrieben werden, wird wenig elektrische Energie verbraucht.
     
  • Nutzung der Erdkälte
    Die Erde hat ab einer Tiefe von ca. 15 Metern eine nahezu konstante Temperatur von etwa 10°C bis 12°C. Im Multimar Wattforum wird das Aquarienwasser durch Kühlwasser vorgekühlt, das in Rohrschlangen zirkuliert. Diese verlaufen durch die 48 Betonpfähle der Tiefengründung des Gebäudes und die Betonwände der Aquarien. Angetrieben wird dieses System durch eine Umwälzpumpe. Die geringen Temperaturen des Erdreichs werden so auf das Aquarienwasser übertragen.
    Im Praxisbetrieb kann dieses nur wenig zur Kühlung beitragen.