See-Energie Zentralen in Luzern und Horw

ewl energie wasser luzern versorgte ihre Kundinnen und Kunden 2019 mit 125,2 GWh Wärme- und Kälteenergie. Der Anteil an Seewasser zur umweltfreundlichen Energiegewinnung soll sich hierbei deutlich erhöhen. Zu diesem Zweck investiert ewl in eine umfassende Modernisierung und in einen Neubau ihrer See-Energie Zentralen.

Bei zwei der bisher realisierten Projekte erhielt die Hälg & Co. AG Luzern – Ebikon den Auftrag zur Installation der Wärme- und Kälteerzeugungsanlagen. Zwei Projekte mit ähnlichen Dimensionen, aber mit völlig anderen Voraussetzungen für die Planung und Installation.

Modernisierung und Umbau See-Energie Zentrale Inseliquai in Luzern

Die See-Energie Zentrale Inseliquai in Luzern besteht seit rund 35 Jahren. Sie wurde nach der Ölkrise realisiert, als SBB und Post Wärme nicht mehr ausschliesslich aus fossilen Brennstoffen erzeugen wollten. 2019 bis 2020 wurde das System mit den alten Wärmepumpen für Seewasser komplett saniert. Die Wärme- und Kälteerzeugungsanlagen und die bestehenden Verteilanlagen für die Fernwärme- und Fernkälteversorgung wurden erneuert. Ausserdem wurden zusätzliche Verteilanlagen für Fernwärme und Fernkälte für Haushalte im Gebiet Rösslimatt sowie ein Anergienetz für die Gebiete Tribschen, Kleinstadt und Haldenstrasse erstellt.

Die Hälg & Co. AG Ebikon realisierte die Anschlüsse für vier Wärmepumpen und installierte drei Gaskessel in der See-Energie Zentrale Inseliquai. Dies unter Dauerbetrieb der bestehenden Kälte- und Wärmeversorgung.

In der See-Energie Zentrale wurden sieben neue hydraulisch getrennte Wasserkreisläufe eingebaut: für die Anergie, für die Fernkälteversorgung, für die Fernwärmeversorgung und für den Seewasserkreis. Die Seewasserfassung selbst wurde in einem separaten Projekt erneuert. Die neue Fassung liegt 30 m unter dem Seewasserspiegel, wo die Wassertemperatur ganzjährig im Bereich von 5 bis 9 °C liegt.

Für Spitzenlasten im Winter, in denen mehr Energie zum Heizen benötigt wird als der See liefern kann, wurden zum bestehenden Gaskessel zwei neue Gas-Kondensationskessel installiert. So ist neu eine Gesamtleistung von 6000 kW möglich.

Neubau See-Energie Zentrale Seefeld in Horw

Die neu erstellte See-Energie Zentrale Seefeld erschliesst in der ersten Ausbauetappe Quartiere in Horw und Kriens. Im Endausbau soll sie jährlich rund 55 GWh Energie produzieren und damit rund 6800 Haushalte versorgen.

In der ersten Ausbauetappe installierte die Hälg & Co. AG Luzern – Ebikon zwei Wärmetauscher mit einer Leistung von total 4,5 MW. Sie nehmen die notwendige Energie zu 100 % aus dem Seewasser und übertragen diese auf das Anergienetz.

Das Wasser im Anergie-Fernleitungsnetz verlässt die See-Energie Zentrale ganzjährig mit einer Temperatur von + 3,5 °C. Die Haushalte können die Energie so mit eigenen Wärmepumpen zu Heizzwecken oder mittels Freecooling oder Kältemaschinen zum Kühlen nutzen. Die Rückgabetemperatur variiert respektive ist abhängig davon, wie die Energie verwendet wird.

Im Endausbau werden vier Wärmetauscher mit einer Leistung von gesamt 9 MW zur Verfügung stehen. Um eine unterbrechungsfreie Energielieferung während des Endausbaus zu gewährleisten, wurden sämtliche erforderlichen Anschlussstutzen inkl. Absperrungen für die zusätzlichen Wärmetauscher, Seewasserfilter, Seewasserpumpen und Anergie-Netzpumpen bereits in der ersten Etappe realisiert.

Herausforderungen Grösse und Gewicht

Die installierten Wärmetauscher in allen Gebäuden sind simple Plattentauscher in einer etwas grösseren Version. Die zwei grössten sind 4,2 m lang, 3,3 m hoch, 1,1 m breit, wiegen leer je 11,2 Tonnen und stehen in der See-Energie-Zentrale Seefeld in Horw.

Die Wärmetauscher erbringen jeweils eine Leistung von 1350 bis 3600 kW, dies in Abhängigkeit der Wassertemperaturen.

Die Tauscher entziehen dem Seewasser einen Teil der Wärmeenergie und übergeben diese in beiden See-Energie Zentralen an einen zweiten Wasserkreislauf. In der See-Energie Zentrale Inseliquai zusätzlich auch an die Verdampferkreisläufe der Wärmepumpen und Kältemaschinen. Diese versorgen die Quartiere mit Heizungs- und Kaltwasser. Das um etwa 3 °C abgekühlte Wasser wird anschliessend in den Ausfluss des Vierwaldstättersees (Reuss) geleitet.

Die Dimensionen der Leitungen (bis DN800) und die geforderten Betriebsdrücke (bis 16 bar) erforderten eine Rohrstatikberechnung und stellten bei der Herstellung der Verteiler besondere Herausforderungen. Auch der Transport, die Bearbeitung und die Montage der Rohrleitungen (bis 80 kg/m) und Armaturen (bis 500 kg) war ohne entsprechende Hebegeräte nicht zu bewerkstelligen.

Kennzahlen Inseliquai

• Total Wärmeerzeugerleistung 10 230 kW, davon:
• Vier Wärmepumpen, gesamt 6430 kW
  • Wärmepumpe Anergie 1 und 2 je: 15 / 20 °C 1465 kW, 5 / 2 °C 1300 kW
  • Wärmepumpe HT-1 und HT-2 je: 15 / 20 °C 1500 kW, 40 / 60 °C 1750 kW, 5 / 2 °C 1328 kW
  • Plattenwärmetauscher (6 Stück) je 1350–3600 kW
  • Plattenwärmetauscher (1 Stück) 2400 kW für Rückkühlung
• Zwei Gaskessel, gesamt 3750 kW
  • Gaskessel 1: 80/60 °C bestehend, 1500 kW
  • Gaskessel 2: 65/40 °C (233-2300 kW bei 40/30 °C), 2250 kW
  • Option zum Nachrüsten eines dritten Kessels

Kennzahlen Seefeld

• Zwei Wärmetauscher, gesamt 4500 kW
• Anschlüsse für zwei zusätzliche baugleiche Wärmetauscher

Mehr zum Projekt im Blogbeitrag zu den See-Energie Zentralen in Luzern