Kältetechnik für Großanlagen

Im Industriegebiet „Aurea“, das gemeinschaftlich von Oelde, Rheda-Wiedenbrück und Herzebrock-Clarholz betrieben wird, hat die Craemer Gruppe auf einer Fläche von 17 ha ein Spritzgießwerk für die Produktion von Großladungsträgern und Kunststoffpaletten in Betrieb genommen. Bei diesen Transport- und Lagerbehältern sowie Müllgroßbehältern zählt Craemer eigenen Angaben zufolge zu den weltweit führenden Herstellern. Darüber  hinaus produziert das Familienunternehmen im Geschäftsfeld Metallumformung Stanzteile für die Automobilindustrie wie Sitzschalen und Sitzstrukturteile. Die Gruppe hat insgesamt rund 1.000 Beschäftigte an vier Produktionsstandorten in Europa. Im Zentrum der Fertigung des neuen Standorts stehen fünf Maschinen, die mit Schließkräften von 3.200 bis 5.500 t zu den leistungsstärksten ihrer Klasse gehören. Entsprechend groß sind die Spritzwerkzeuge und auch die Hydraulikanlagen. Daraus resultiert ein hoher Bedarf an Kühlung für den Werkzeug- und Hydraulikkreislauf.

Die drei Kältemaschinen mit einer Kälteleistung von jeweils 500 kW stellen Kühlwasser mit 12 °C für die Werkzeugkühlung bereit. Die für die Hydraulik benötigte Temperatur von 35 °C wird über Freikühler erzeugt, ebenso die Entlastung der Kältemaschinen für die Werkzeugkühlung. Die drei Freikühler liefern eine Kühlleistung von jeweils 635 kW (im Sommerbetrieb) beziehungsweise 950 kW (Winterbetrieb) und arbeiten mit 100 % Wasser ohne Glykolzusatz. Ebenfalls beeindruckend ist die Energieeffizienz der Kälteversorgung. Die Ingenieure der L&R Kältetechnik haben bei der Projektierung alle Möglichkeiten der Energieeinsparung ausgeschöpft, denn Craemer legt Wert auf eine effiziente, nachhaltige und kostengünstige Produktion. Eine Energiesparfunktion mit hoher Wirksamkeit ist die Regelung der Kondensationstemperatur in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur. Diese Aufgabe übernimmt die von L&R entwickelte Vari-Kon-Steuerung. Sie kann bei niedrigen Außentemperaturen für einen um bis zu 40 % reduzierten Energieverbrauch sorgen und gewährleistet bei hohen Umgebungstemperaturen eine hohe Leistungsstabilität. Drehzahlgeregelte Pumpenantriebe gehören nicht nur in großen Leistungsklassen zu den sinnvollen Optionen. Das bedarfsgerechte Bereitstellen der Kälte am Ort des Verbrauchs spart Energie. Zugleich kann das präzise Erreichen der Zieltemperaturen – und damit das exakte Temperieren des Werkzeugs – die Qualität der erzeugten Produkte steigern und auch die Zykluszeit verringern.

Bei niedrigen bis mittleren Außentemperaturen kann die für die Werkzeugtemperierung erforderliche Kälte aus der Umgebung bezogen werden – über eine „Winterentlastung“. Im Idealfall können die drei Freikühler die gesamte Kälteerzeugung quasi zum Nulltarif übernehmen. Ihre Ventilatoren sind mit drehzahlgeregelten Lüftermotoren ausgestattet, die bedarfsgerecht geregelt werden. Eine Besonderheit der Kältetechnik im neuen Werk sind die PAD-Kühler, die für die Temperierung des Hydraulikkreislaufs verwendet werden. Diese adiabatischen Freikühler gewährleisten bei Außentemperaturen bis 35 °C Kühlung aus der Umgebung, ohne Zusatzkühlung über eine weitere Kältemaschine und ohne dass externe Energiezufuhr erforderlich ist. Bei der Kälteleistung dieser Anlage ergibt sich dadurch eine ganz erhebliche Energie- und Ressourceneinsparung. Einer der Vorteile von Freikühlern mit PAD-Systemen liegt darin, dass das Besprühungswasser nicht in Berührung mit dem Wärmetauscher kommt, dass kaum Aerosole in die Umgebungsluft gelangen und dass die eingesetzte Wasserqualität relativ vernachlässigbar ist. Diese Kühllösung funktioniert nach Herstellerangaben zuverlässig bei hohen Umgebungstemperaturen. Die Summe dieser Maßnahmen spart bis zu 80 % der Antriebsenergie gegenüber einer Kälteanlage ohne diese Ausstattungsmerkmale. Durch die Integration der Kälteanlage in andere temperaturgeführte Prozesse wird die Wärme, die dem Hydraulikkreislauf im Rücklauf entzogen wird, zum Heizen genutzt. Das spart zusätzlich.

Dass die Craemer-Kälteanlagen mit Propan als natürlichem Kältemittel befüllt sind, ist nicht selbstverständlich, hat aber gute Gründe. Propan bietet hervorragende Umweltkennwerte (GWP: 3, ODP: 0). Und: Im Temperatur- und Leistungsbereich dieser Anlagen sind mit Propan hohe Leistungszahlen möglich. Ein guter GWP-Wert wird also nicht durch schlechtere Effizienz der Gesamtanlage „erkauft“. Ein weiterer positiver Aspekt: Propan-Kälteanlagen sind aus den genannten Gründen Bafa-förderfähig. Der Betriebszustand der gesamten, von einer Siemens-SPS gesteuerten Anlage wird auf einem Touch Panel visualisiert. Eine von L&R programmierte Profinet-Schnittstelle erlaubt die Integration in die IT-Infrastruktur, und bei Bedarf kann per Fernwartung Einblick in die Anlagensteuerung genommen werden. Messsensoren ermitteln die aufgewendete Kälteleistung.

Unterm Strich werden pro Jahr mehr als 1.350 t CO₂ weniger emittiert als durch eine konventionelle Kälteanlage dieser Größenordnung. Die jährliche Einsparung für Energie liegt im sechsstelligen Bereich. Das Fazit von Ralf Westermann, Leiter Anlagenplanung und -beschaffung bei Craemer: „Wir sind gut beraten worden. Die Vorgespräche waren angenehm und kompetent, die Montage verlief störungsfrei und beim Dichtigkeitstest hat die Anlage sehr gute Ergebnisse erzielt.“ Inzwischen ist die Anlage rund um die Uhr in Betrieb – noch nicht ganz mit voller Leistung, denn sie bietet, wie von Craemer gewünscht, Reserven für mögliche Kapazitätserweiterungen.

Quelle: L&R Kältetechnik

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