Die gesamte Kälteanlage wurde platzsparend in bzw. auf einem Doppelcontainer installiert. (Bildquelle: alle L&R)

Platzsparende Installation einer Kälteanlage auf einem Doppelcontainer. (Bildquelle: alle L&R)

Die Verfahren zur Erzeugung von Kälte sind bekannt und wurden in früheren Ausgaben der Vorgängerrubrik „Blick in den Markt“ ausführlich beschrieben. Hier steht nichts Neues zu erwarten, wohl aber bei der Ausführung und der Anwendung dieser Verfahren. So schreibt KKT chillers, Kasendorf, dass „das Kaltwasser in der Kunststoffverarbeitung vordergründig zur Kühlung von Teilapplikationen im Bereich der Extruderschnecken, der Extruderbecken, der Antriebe oder der zur Materialverarbeitung benötigten Werkzeuge benötigt wird. Typischer Weise wird hier eine Kaltwasservorlauftemperatur von 10 °C benötigt.“ Dabei „gewinnen die Produktmerkmale Energie-Effizienz, Kompaktheit, Kommunikationsschnittstellen, Bedienerfreundlichkeit und Servicierbarkeit an Bedeutung.“ Moretto Deutschland, Neunkirchen a. Sand, hebt „die Modularität bei Kälteanlagen“ und die dadurch ermöglichte „Anpassung an benötigte Energie“ hervor.

„Zur Verhinderung von Wasserkondensation am Werkzeug“ dient ein „Werkzeugtrocknungssystem“, das im Rahmen eines „integrierten Zwei-Zonen-Systems für Kühlung und Trocknung“ sorgt. Frigel, Rheinfelden, verweist darauf, dass „Wassertürme durch adiabatische Freikühler ersetzt werden.“ Dieser nach Sustek, Murrhardt, bisher nicht übliche Einsatz der Geräte und Anlagen in der Kunststoffverarbeitung zeigt am Beispiel der Kombination „adiabatischer Freikühler mit wassergekühlten Kühl- und Temperiergeräten für den Arbeitsbereich 10 bis 90 °C“, dass „dadurch zusätzliche Temperiergeräte bei wechselndem Bedarf zwischen Heizen und Kühlen entfallen“ und „der adiabatische Freikühler zugleich auch Hydraulik, Einzugszone etc. der Spritzgießmaschine kühlt.“ Zur „adiabatischen Kühlung von luftgekühlten Geräten bei Außenaufstellung“ schreibt Sustek weiter, dass diese „zur Optimierung der Verflüssigungstemperatur bei hohen Umgebungstemperaturen“ dient.

„Durch die Adiabatik kann die Luft nach den Adiabatikelementen von der hohen Trockenkugeltemperatur (ca. 33 bis 35 °C) auf die niedrigere Feuchtkugeltemperatur (zumeist ca. 25 bis 26 °C während der warmen Jahreszeit) abgekühlt werden. Dadurch muss das Gerät nicht mehr für den Sommer überdimensioniert werden und Hochdruckabschaltungen werden vermieden.“ Ebenfalls zu bisher nicht üblichen Einsätzen benennt Frigel „Kappen Kühler und Variotherm-Geräte und Mehrfach-Stufen-Kühlung.“


Marktübersicht Kälteanlagen

Kälteanlagen werden immer energieeffizienter. Neben effizienteren Pumpen tragen Hocheffizienz-Kältemittel und Wärmeübertrager dazu bei. Für den kurzfristigen Einsatz, vor allem in Jahreszeiten mit hohen Umgebungstemperaturen, kann das Mieten eine sinnvolle Alternative zum Kauf sein. Daher führt die Marktübersicht neben Hersteller auch Unternehmen auf, die die Kälteanlagen verleihen. Insgesamt steht in dieser Marktübersicht das Portfolio von 30 Anbietern zum Vergleich.


Freikühler reduzieren Kompressionskälte

30 Anbieter von ­Kälte­anlagen – jetzt online

(Bildquelle: Cofely Refrigeration, KKT Chillers)

“Das Thema der Energie-Effizienz im Bereich der Prozesschiller nimmt mit ansteigender Leistung an Bedeutung“ zu, berichtet KKT chillers und führt weiter aus, dass „steigende Energiekosten und ein „grünes Image“ in der Kunststoffverarbeitung sowie in allen anderen artverwandten Branchen immer mehr ein Thema wird. Als Reaktion hierauf“ wird „die Produktpalette auf das Hocheffizienz-Kältemittel R410A, Microchannel-Wärmetauscher mit geringerer Kältemittelfüllmenge sowie drehzahlgeregelte respektive energiekostenoptimierte Antriebe umgestellt.“

Diese Maßnahme spricht Frigel mit „frequenzgesteuerten Pumpen“ neben der Möglichkeit des Einsatzes von „Freikühlern“ ebenfalls an. Dazu schreibt Sustek, dass „die zusätzliche Adiabatikkühlung der Kondensationsluft auch eine signifikante Energieeinsparung ergibt, da die Kompressoren im Normalbereich arbeiten und die Anlage weiterhin 100 % Leistung erbringt. Geräte mit integriertem Freikühler (auch kombinierbar mit Adiabatikkühlung) erbringen sehr hohe SEPR-Werte.“ Der SEPR-Wert (Seasonal Energy Performance Ratio) steht für die saisonale Energie-Effizienz von Flüssigkeitskühlsätzen, die für die industrielle Prozesskühlung zum Einsatz kommen.

Sustek schreibt weiter, dass „bei höheren Solltemperaturen (> 25 bis 28 °C) durch einen adiabatischen Freikühler gänzlich auf Kompressionskälte verzichtet werden kann.“ Sind „wassergekühlte Geräte mit externem Adiabatikkühler einschließlich freier Kühlung kombiniert, wird der Kompressor im Winter oder bei höheren Verlauftemperaturen abgeschaltet und der Freikühler senkt die Temperatur auf das erforderliche Minimum ab.“ Die schon angesprochene Modularität von Kälteanlagen, wie von Moretto dargelegt, trägt „durch Anpassung an benötigte Energie“ ebenfalls zur Energie-Effizienz bei.

Sauberes Wasser fördert Energie-Effizienz

Blick in den Endmontagebereich, in dem die neu entwickelten
ONI-Öl-Temperiersysteme die letzte Überprüfung vor den Versand 
erfahren. (Bildquelle: ONI)

ONI, Lindlar, bietet eine Systemtechnik an, mit der die Wasserqualität ohne Chemie angehoben wird. (Bildquelle: ONI)

Einen völlig anderen Ansatz bietet Oni Wärmetrafo, Lindlar, der neben erhöhter Betriebs- und Prozess-Sicherheit sowie verringerten Betriebs- und Wartungskosten entscheidenden Einfluss auf die Energie-Effizienz hat. Mit einer wesentlich verbesserten Wasserqualität, „die von der Reinheit her in den Bereich Trinkwasser kommt“, werden eine „optimale Wärmeübertragung, die Reduzierung der Zugabe von Korrosionsschutzmitteln“, die Einsparung von Bioziden und weitere Einsparungen erzielt. Erreicht wird dies durch „eine mehrstufige Filtration, die bis in den Bereich von 0,02 mm geht“ und eine zusätzliche Behandlung über einen Reaktor mit Ozon. Die die Wärmeübertragung behindernden mit Feststoffpartikeln angereicherten Biofilme werden so vermieden.

Angepasste Ventilatoren dämpfen Geräuschpegel

Zur Schalldämmung teilt KKT chillers mit, dass „auch der Anspruch an geringe Geräuschemissionen weiter ansteigt. Wobei diese Thematik im Bereich der Prozesschiller deutlich hinter der Energie-Effizienz und der Betriebskostenoptimierung anzustellen ist, da ein Chiller in diesem Bereich meist leiser ist als die Applikation selbst und damit nur einen geringen Anteil am Summenpegel hat. Den größten Effekt kann man bei Chillern mit luftgekühltem Verflüssiger durch den Einsatz von drehzahlgeregelten Ventilatoren erreichen.“ „Bei Geräten für Außenaufstellung“ spricht auch Sustek neben „vergrößerten Wärmetauscherflächen langsam laufende drehzahlgeregelte Ventilatoren“ an. Als weitere Maßnahmen benennen beide Firmen Schallschutzhauben für die Kompressoren und Schalldämmplatten für das Chiller-Gehäuse, die projektspezifisch eingesetzt werden.

Über den Autor

Prof. Dr. Werner Hoffmanns

ist freier Mitarbeiter des Plastverarbeiter.

office@hoffmanns-texte.de