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Kerngeschäft von Neopac, ein Unternehmen der Hoffmann Neopac mit rund 370 Mitarbeitern, ist die Herstellung von Tuben mit hohen Barriereeigenschaften für die Pharma-, Dental- und Kosmetikindustrie. Das Leistungsprogramm beinhaltet neben dem umfassenden Tubensortiment auch ein breites Verschlussprogramm für verschiedenste Anwendungen, hochwertige Dekoration aus Offset- und Siebdrucken und Heißfolienprägung und ein technisches Entwicklungs-Kompetenz-Center für kundenspezifische Tubenverpackungen. Neopac in Oberdiessbach arbeitet mit 13 Tubenlinien, die im Drei- und Vier-Schichtbetrieb laufen. Pro Linie und Stunde werden etwa 5000 Tuben produziert, im Jahr also rund 400 Millionen Tuben. Die Prozesssicherheit beziehungsweise Prozessqualität steht daher bei Neopac an erster Stelle; somit ist auch die Temperaturkonstanz des Kühlwassers für die Werkzeuge ein wichtiger Einflussparameter, um diese Ziele einhalten zu können.

Weniger Energieverbrauch ist ein Mittel gegen steigende Energiepreise

Bedingt durch eine gute Auftragslage erweitere Neopac seine Produktion um zusätzliche Tubenlinien. Auf Anfrage des Unternehmens konzipierte und erweiterte die gwk Gesellschaft Wärme Kältetechnik in Kierspe die vorhandene Kühlanlage durch eine individuell auf die Wünsche von Neopac zugeschnittene Rückkühlanlage. Die Anforderungen, die es zu erfüllen galt, waren: die laufenden Betriebskosten zu senken und den Energieverbrauch zu verringern. Die Energiesparpolitik stand im Mittelpunkt der Überlegungen, um den ständig steigenden Energiekosten zu begegnen.

Effiziente Kühlanlagen werden mit Rückkühlung noch wirtschaftlicher

Die Ausgangsbasis bei Neopac war das bereits vorhandene Kühlwassersystem, das von gwk errichtet worden war und jetzt zusätzlich mit einem darauf abgestimmten Rückkühlsystem von gwk ausgerüstet werden sollte.

Die bestehende und aufgabenspezifisch ausgelegte zentrale Kühlanlage versorgt alle Produktionsbereiche der Neopac; sie besitzt ein Zweikreis Betriebssystem mit einem ersten Kreislauf für die Tubenkühlung und dem zweiten Kreislauf für die Kühlung der Hydraulik.
Der Kreislauf 1 dient zur Kühlung des Werkzeugkreises der Tubenkühlung. Die Werkzeugkreise werden durch luftgekühlte Kompaktkühlanlagen mit einer Vorlauftemperatur von 10°C gekühlt. Um das System flexibel und energetisch optimal auf unterschiedliche Produktionsauslastungen anzupassen, wurden im Kreislauf 1 energiesparende und luftgekühlte Industriekaltwassersätze mit stufenloser Leistungsregulierung und Winterentlastung vorgesehen. Die Kältemaschinen können dadurch in einem bestimmten Temperaturbereich abgeschaltet werden oder im Teillastbetrieb laufen, hierdurch ergeben sich bereits nachhaltige Einsparungen beim Stromverbrauch. Durch die Verwendung des umweltfreundlichen Kältemittels R 134a kann die Kälteanlage selbst bei hohen Außentemperaturen bis 45°C betrieben werden. Der energiesparende Kaltwassersatz übertrifft eine vergleichbare Kaltwassererzeugung mit dem in konventionellen Kühlungen eingesetzte R 407c im Wirkungsgrad um ein Vielfaches.
Diesen an sich schon sehr energieeffizient arbeitenden Kältemaschinen wurden spezielle Rückkühler vorgeschaltet, Hermeticool-Trockenkühler ohne Glykolzusatz. Sie wirken so: Liegt die Außentemperatur 1°C unter der Rücklauftemperatur von 13°C, wird die Kältemaschine im Teilbetrieb betrieben. Dies ist zum Beispiel im Übergangsbetrieb zwischen Sommer und Winter der Fall, dabei wird das vom Verbraucher zurückkommende Wasser vom Rückkühler vorgekühlt, die Kaltwassersätze übernehmen in diesem Anlagenzustand lediglich eine Nachkühlfunktion.
Bei größeren Temperaturdifferenzen beziehungsweise bei niedrigen Außentemperaturen wird das Kaltwasser nicht durch den kostenintensiven Betrieb der Kaltwassersätze erzeugt, sondern mit geringstem Energieaufwand mittels Ventilatorenkühlung. Im Sommer wird die Kälteerzeugung ausschließlich durch die energieoptimierten Kältemaschinen erreicht. Diese sind zur Reduktion des Energieverbrauchs mit stufenlos geregelten Schraubenkompressoren ausgestattet. Dadurch werden die Betriebssicherheit und die Lebensdauer der Kältemaschine positiv beeinflusst.
Der Kreislauf 2, der zur Kühlung der Hydraulik dient, wird mit einer Vorlauftemperatur von 27°C durch eine Einkreis-Kühlanlage mit Wärmetauscher einschließlich Pumpen- und Behältergruppe gekühlt.

Geschlossene Kühlsysteme schonen nicht nur die Umwelt

Die Prozessqualität ist häufig direkt von der Temperaturkonstanz des Kühlwassers abhängig. Da die Umgebungsbedingungen je nach Wetterlage und Jahreszeit deutlich schwanken, können exakt reproduzierbare Betriebsparameter nur mit Hilfe von autarken Kaltwassersystemen geschaffen werden. Aus Sicht des Umweltschutzes ist dabei der Einsatz von geschlossenen Systemen sinnvoll, denn in fast allen Industriezweigen wird ein Anstieg des Kühlwasserverbrauchs verzeichnet. Wasserknappheit beziehungsweise die damit verbundenen, steigenden Wasserkosten sowie verschärfte Abwasserbedingungen verlangen, dass Kühlsysteme sinnvollerweise als Rückkühlsysteme mit Kreislaufführung betrieben werden. Neopac fiel diese Entscheidung leicht, zumal sich hierdurch weitere Kostenvorteile ergaben.

Frisches Wasser ist nämlich mit Sauerstoff übersättigt, führt Schwebstoffe und Minerale mit sich. Diese verstopfen allmählich die Kühlkanäle der Werkzeuge durch Ablagerungen oder auch Korrosion. Die Kaltwasserumwälzanlagen von gwk mit Wärmetauschern aus Edelstahl, wie sie jetzt auch bei Neopac installiert wurden, trennen die Kühlkreise und verhindern so eine Verstopfung. Mit gleich bleibendem Druck arbeitende Pumpen gewährleisten dabei beständige Betriebsbedingungen. Kaltwasserumwälzanlagen helfen somit, durch stets saubere und betriebsbereite Produktionsmaschinen, die Betriebs- und Wartungskosten entscheidend zu senken.

Aufgrund der guten Erfahrungen die Andreas Bigler, Leiter der Infrastrukturabteilung von Neopac, mit gwk gemacht hatte, schloss er zusätzlich auch den Ersatzteil- und Servicevertrag mit dem Maschinenbauer ab.

Kosteneffizienz
Rückkühlsysteme sparen zweifach

Eine effiziente Kühlanlage für die Werkzeug- und Hydraulikkühlung wird durch eine zusätzliche Rückkühlanlage noch effizienter. Deshalb erweiterte der schweizer Tubenhersteller Neopac seine zentrale Kühlanlage, indem er Hermeticool-Trockenkühler ohne Glykolzusatz von gwk den Kaltwassersätzen als Vorkühler vorschaltete. Die außen aufgestellten, mit Kaltluftventilatoren gekühlten Wärmetauscher wirken so: Liegt die Außentemperatur 1° Celsius unter der Rücklauftemperatur von 13° Celsius, werden die energieintensiven Kaltwassersätze im Teillastbetrieb gefahren. Dies ist zum Beispiel im Übergangsbetrieb zwischen Sommer und Winter der Fall. Bei größeren Temperaturdifferenzen beziehungsweise bei niedrigen Außentemperaturen wird das Kaltwasser vollständig über das Rückkühlsystem erzeugt. Rückkühlsysteme mit Kreislaufführung senken die Betriebskosten nicht nur wegen des geringeren Energieverbrauchs, sondern auch weil sie geringere Service- und Wartungskosten als offene Kühlsysteme haben.

 

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Nico Küls, gwk Gesellschaft Wärme Kältetechnik