Energiekonzept des Hauptgebäudes
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Johannes Fütterer
Dipl.-Wirt.-Ing.
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Das Entwickeln von energieeffizienten Gebäuden und die Sicherstellung des thermischen Komforts der Nutzer ist eine anspruchsvolle Aufgabe für Architekten und Ingenieure. Eine gängige Lösung dieser Aufgabe ist die Isolierung der außenliegenden Wände und Fenster. Für Bürogebäude verschiebt diese Isolierung den jährlichen Energieverbrauch von heizen zu kühlen.
Aus diesem Grund ist im Energiekonzept des E.ON ERC Hauptgebäudes eine angemessene Isolierung vorgesehen, welche die Nachfrage nach Kühl- und Heizenergie reduziert. Dies wird durch eine stark vernetze und komplexe Erzeugung, Verwendung, Verteilung und Nutzung der Energie erreicht.
Konzept
Das gesamte Energiesystem des neuen E.ON ERC Hauptgebäudes basiert auf geothermischer Energie sowie einer Wärmeverschiebung in Verbindung mit einem Wärmepumpenprozess. Das geothermische Feld besteht aus 40 Bohrlöchern, jedes 100m tief. Die Grundlasten für Heiz- und Kühlenergie werden durch eine Betonkernaktivierung bereitgestellt. Eine sorptionsgestützte Klimatisierung stellt frische Luft für die Konferenzräume und die CIP-Pools bereit. Die einzelnen Büros sind mit Fassadenlüftungsgeräten ausgestattet, welche Belastungsspitzen durch kühle Luft im Sommer sowie durch warme Luft im Winter ausgleichen können. Ein mit Gas betriebenenes Blockheizkraftwerk stellt Hochtemperaturwärme bereit, welche im Sommer dazu genutzt wird, die Sorptionslösung zu regenerieren.
Wärmepumpe
Die eingesetzte Wärmepumpe ist die Quantum von Cofely mit einem neuartigen Radialturbokompressor. Diese Wärmepumpe ist mit einer Antriebswellenlagerung ausgestattet, welche mit modernster Magnettechnik arbeitet. Daraus ergibt sich ein geringer mechanischer Verschleiß der beweglichen Teile und somit ein minimales Versagensrisiko. Die Wärmepumpe kann sowohl im Heiz- als auch im Kühlmodus betrieben werden.
Die Wärmepumpe kann die Heiz- und Kühlnachfrage im Inneren des Gebäudes aktiv bedienen und ist dazu in der Lage, externe Wärmequellen wie geothermische Sonden oder eine Rückkühlanlage zu nutzen. Die Heizleistung beträgt bis zu 180 kW, wobei die Kühlleistung 258 kW erreicht. Die benötigte elektrische Energie wird zum Teil von einem Blockheizkraftwerk erzeugt.
Sorptionsgestützte Klimatisierung
Die zentralen Bereiche des Gebäudes wie die Konferenz- und Besprechungsräume sowie die Labore werden durch zentrale Lüftungsgeräte mit klimatisierter Luft versorgt. Diese Einheiten nutzen einen Sorptionsprozess für die Klimatisierung der Luft. In diesem Prozess wird die Außenluft mit Hilfe einer LiCl-Lösung getrocknet. Währenddessen wird durch Verdunstung der in der Abluft befindlichen Feuchtigkeit die Zuluft mit Hilfe eines Kreuzstromwärmeübertragers gekühlt. Zur Regenerierung der verdünnten Lösung wird Wärmeenergie auf einem hohen Temperaturniveau benötigt. Diese Hochtemperatur Wärmeenergie wird durch ein Blockheizkraftwerk (BHKW) erzeugt. Somit wird im Sommer die Abwärme des BHKW in den Prozess eingespeist, anstatt an die Umgebung abgeführt zu werden.
Dezentralisierte Fassadenlüftungsgeräte
Das Regelsystem des E.ON ERC Hauptgebäudes muss sicherstellen, dass die verschiedenen Verteilungssysteme für Heizen und Kühlen effizient zusammen arbeiten. Dabei deckt die Betonkernaktivierung die langfristige Nachfrage des Gebäudes, wobei die Fassadenlüftungsgeräte kurzfristige Nachfragen der Nutzer bedienen.
Alle Büroräume sind mit dezentralisierten Fassadenlüftungsgeräten ausgestattet. Diese Anlagen sind für die Frischluftversorgung sowie für eine aktive Regulierung der Temperatur der Räume zuständig. Drehzahlgesteuerte Ventilatoren sowie eine adaptive Wärmerückgewinnung sind in jeder Anlage integriert. Dies stellt eine höchst effiziente Klimatisierung der Raumluft sicher.