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Energiebewusstes Bierbrauen – oder wie kühles Bier für Wärme im Gebäude sorgt

Eine ganz normale Bierbrauerei wird zum Vorbild für bewussten Umgang mit Energie und Ressourcen.

Die handwerkliche Kleinbrauerei Brauerei Erusbacher & Paul AG in Villmergen platzt aus allen Nähten. Sie wächst und musste sich deshalb nach einem neuen Gebäude für die Brauanlagen umsehen. Die beste Lösung war ein Neubau. Mit diesem Neubau wird sie jetzt zum Vorbild in Bezug auf bewussten Umgang mit Energie und Ressourcen.

Ein Gebäude wie dieses – mit grosser Lager- und Betriebsfläche – benötigt viel Energie für die Kühlung und Beheizung der Räume. Warum also nicht die Energie nutzen, die bereits vorhanden ist? Als die Heizungs-, Kälte- und Lüftungsanlage ausgeführt werden sollten, sah die Hälg & Co. AG Aarau Optimierungspotenzial in Sachen Energieverbrauch der Anlagen.

Die vorhandene Energie nutzen
Es liegt in der Natur der Bierproduktion, dass Biertanks gekühlt werden. In der Brauerei Erusbacher & Paul AG sind 43 Biertanks vorhanden und müssen kühl gehalten werden. Wenn Kälte für diese Kühlung produziert wird, entsteht gleichzeitig Wärme. Diese Wärme kann mithelfen, den Wärmebedarf des Gebäudes zu decken. Sie kann beispielsweise zur Warmwasseraufbereitung eingesetzt werden.

In der Brauerei Erusbacher wird dank dem Konzept der Hälg & Co. AG jetzt die Wärme aus dem Kühlprozess in einen Schichtenspeicher eingelagert. Aus diesem Schichtenspeicher werden Bauteile des Gebäudes mit Wärme versorgt. So wird beispielsweise eine Betondecke – ein Bauteil, das sowieso bereits vorhanden ist – zu einem wärmenden Element und damit Teil eines sogenannten thermisch aktiven Bauteilsystems (TABS). Darüber hinaus kann der Rückkühler, der für Freecooling eingesetzt wird, als Wärmepumpe genutzt werden. Dies funktioniert im Frühling und im Herbst, wenn die Aussentemperatur über 8 Grad Celsius liegt. Dadurch wird fossile Energie eingespart.

Dank Schichtenspeicher stets die optimale Kühltemperatur
Insbesondere im Hinblick auf die Anforderungen der Energiestrategie 2050 des Bundes, lohnt es sich, allfällige Mehrkosten in Planung aus Ausführung auf sich zu nehmen, um die Energiekosten langfristig zu reduzieren. Ziel des Teams war es also, die energetisch beste Lösung im Bereich Heizung / Kälte zu erarbeiten. So ist es möglich Betriebskosten des Gebäudes zu optimieren.

Nicht jeder Schritt im Brauprozess verlangt die selbe Temperatur. Diese verschiedenen Kühltemperaturen, die während der Lagerung des Bieres nötig sind, sollen möglichst effizient erreicht werden. Es soll so wenig Energie wie möglich zur Kühlung aufgewendet werden. Das Konzept der Hälg & Co. AG Aarau sieht vor, die Schichtenspeicher zu nutzen. Ein Schichtenspeicher ermöglicht es, die Rücklauftemperatur des vorhergehenden Lagerschrittes zur Vorlauftemperatur des folgenden Lagerschrittes zu machen. Dadurch soll verhindert werden, dass die Brauerei immer wieder Energie dafür einsetzen muss, die passende Kühltemperatur für den nächsten Lagerschritt zu erreichen.

Das Konzept: hydraulische Optimierung und hoher Nutzenergiegrad
Die Anlage soll also die Kosten für den Nutzer reduzieren. Konkret bedeutet das:

  • Tiefere Kosten für Instandhaltung der Anlagen, da die Intervalle für die Wartung tief gehalten werden können.
  • wirtschaftliche Betriebskosten durch Optimierung der Anlage. 
  • Recycling von Prozesswärme aus dem Lagerprozess des Bieres.
  • Überwachung für den Braumeister (den Bediener) mit den wichtigsten Informationen über die gebäudetechnischen Anlagen.

Um diese Ziele zu erreichen, haben die beiden Projektleiterinnen der Hälg & Co. AG Aarau, Tanja Suter und Marie-Christine Wartenweiler, das Konzept auf den folgenden Komponenten aufgebaut: hydraulische Optimierung und hoher Nutzenergiegrad.

Hydraulische Optimierung bedeutet, dass die Rohrleitungen so platziert werden, dass die angeschlossenen Pumpen ihr volles Potenzial nutzen können. Ein hoher Nutzenergiegrad besagt, dass der Anteil der Energie, der effektiv als Wärme oder Kälte im Gebäude genutzt werden kann und nicht für den Antrieb der Anlagen verbraucht wird, möglichst hoch sein soll. Dafür wird eine Wärmepumpe geplant, die mit der Abwärme der Brauprozesse betrieben werden soll und Wärme oder Kälte produziert. Ausserdem kommen zwei Schichtenspeicher zum Einsatz, einer für das Beheizen und einer für die Kühlung des Gebäudes.

Auch Photovoltaik wäre eine Möglichkeit zur Energiegewinnung für die Brauerei. Die Sonnenenergie könnte für die Brauerei selbst genutzt werden, aber auch für Nachbargebäude oder Elektro-Ladestationen für Autos und Fahrräder im angrenzenden Biergarten.

Bierbrauanlage als Lehrprojekt für Studenten
Das weitsichtige und energiebewusste Konzept der Hälg & Co. AG Aarau soll nicht einfach hinter den Türen der Bierbrauerei verschwinden. Deshalb wurde in Erwägung gezogen, die Bierbrauerei als "Lehrprojekt" der Hochschule Luzern (HSLU) zu nutzen.

Damit würde die Anlage zur Lehranlage für die HSLU, anhand derer die Studenten sehen, welcher Zusammenhang zwischen den Kälte- und Wärmekörpern und einem Gebäude besteht. Die Studenten lernen, wie innovative Techniken von der Theorie in die Praxis umgesetzt werden. Und auch die Brauerei Erusbacher hätte etwas davon, möglich wäre zum Beispiel eine "smarte Brauerei"; von der simplen Steuerung Sonnenstoren bis zum optimierten Wasserverbrauch im Sanitärbereich.

Spatenstich und Fertigstellung
Der Spatenstich zum Vorzeigeprojekt ist am 25. Oktober 2017 erfolgt. Ab Dezember 2018 sollen die ersten Flaschen in der neuen Brauerei befüllt werden. Der Baufortschritt lässt sich übrigens hier mitverfolgen.