Regenwasser für Hybrid-Turm

Effiziente Energienutzung beim Spritzteile-Spezialisten Lederer

Das Unternehmen Lederer, Spezialist für Silikonspritzteile, nutzt Energie effizient. Das innovative Konzept basiert neben der konsequenten Abwärmenutzung aus den Produktionsprozessen auf einem modernen Hybrid-Kühlturm mit Regenwasserzisterne. Die Einsparungen sind so hoch, daß sich die Investionen in eineinhalb bis drei Jahren amortisiert haben sollen.

28. November 2004

Als Lederer im vergangenen Jahr seinen Standort um zusätzliche Produktions- und Büroflächen erweiterte, ergriff man die Gelegenheit beim Schopf und beauftragte den technischen Dienstleister Freudenberg Service, ein innovatives Konzept für Gebäudebeheizung und Kühlung zu entwerfen und zu installieren, das Energie sparen und Kosten senken sollte. In der neuen Produktionshalle benötigt Lederer drei Temperaturniveaus: 8 °C für Klimatisierung und Lüftung, 20 °C für Werkzeug- und 34 °C für Hydraulikölkühlung. Diese werden mit einer luftgekühlten Kältemaschine, einer wassergekühlten Kältemaschine und dem Hybrid-Kühlturm erzeugt. Der Kühlturm mit einer Leistung von rund 300 kW erzeugt Wasser mit zirka 34 °C, das den Kondensator der wassergekühlten Kältemaschine und das Öl kühlt. Dabei wird die Temperatur des Öls über ein offenes System gesenkt, das über einen Plattenwärmetauscher mit dem Kühlkreislauf des Turms gekoppelt ist. Die wassergekühlte Kältemaschine erzeugt ihrerseits Kaltwasser mit einer Temperatur von 8 °C, das für die Lüftungsanlagen und die Werkzeugkühlung benötigt wird. Werkzeugkühlung darf nicht ausfallen Die Werkzeugkühlung (20 °C) erfolgt wie die Ölkühlung über ein offenes System mit Plattenwärmetauscher, das an den Kühlkreislauf der Kältemaschine gekoppelt ist. Die Kühlregister der Lüftungsanlagen für Werkzeugbau, Produktion und Sozialräume werden mit einer luftgekühlten Kältemaschine versorgt, die auch als Redundanz für die Kühlung der Werkzeugmaschinen dient, denn ein Ausfall der Werkzeugkühlung muß unbedingt vermieden werden. Durch die moderne Bauweise des Hybrid-Kühlturms, in dem Wasser - im Gegensatz zu einem offenen System - mit Luft keinen direkten Kontakt hat, ist eine externe Wasserzufuhr nur an Tagen mit einer Außentemperatur über 18 °C erforderlich. Das Zusatzwasser, Regenwasser oder auch enthärtete Wasser, läuft hierbei über die Kühlrippen des Kühlers und bewirkt durch seine Verdunstung, daß der Turm die vorgegebene Wassertemperatur halten kann. „Im Vergleich zu offenen Verdunstungskühltürmen kostet er zwar mehr, bringt aber zahlreiche Vorteile mit sich“, erläutert Olaf Schulz, Projektleiter bei Freudenberg Service. „Der niedrige Strom- und der minimale Wasserverbrauch rechnen sich schnell. Zudem bilden sich in einem Hybrid-Kühlturm keine Schwaden und die Schallemission ist vergleichsweise gering.“ Die Abwärme der Kältemaschine und der Werkzeugkühlung (39 °C/40 °C) gelangt über einen Plattenwärmetauscher in den Heizkreislauf (33 °C/38 °C) des Gebäudes. Da in der Produktion genügend Abwärme entsteht, wird keine zusätzliche Energie benötigt. In den Heizkreislauf für die Büros hat Freudenberg Service zusätzlich die Abwärme aus dem Ölkreislauf eines Drehzahl geregelten Druckluftkompressors eingebunden. Die innere Wärmelast des Gebäudes, die aus der Abwärme der Produktionsmaschine resultiert, reduziert die aus dem Heizungsnetz zuzuführende Heizleistung erheblich. Die Beheizung von Produktionshalle und Werkzeugbau erfolgt ausschließlich mit zwei Lüftungsanlagen (16.000 m/h und 36.000 m/h) durch Quell-Lüftung. Die sehr saubere, durch Taschenfilter gereinigte Abluft aus der Produktion kann direkt der einströmenden Luft zugeführt werden. Die Lüftungsanlagen des Werkzeugbaus und der Sozialräume sind mit einem Kreuzstromwärmetauscher zur Wärmerückgewinnung ausgerüstet. Im Bürobereich sorgen kombinierte Heiz- Kühl-Geräte das ganze Jahr hindurch für angenehme Temperaturen. Die Steuerung des Gesamtsystems erfolgt mit drei Schaltschränken für Kaltwassererzeugung, Heizung und Lüftung. Sie sind über eine Bus-Leitung miteinander verbunden, so dass die Mitarbeiter von Lederer an jedem Schaltschrank jede Anlage aufrufen können. Zur Regelung wurden drei speicherprogrammierbare Steuerungen eingesetzt. Jeder Schaltschrank regelt seine Anlage separat, über die Bus-Leitung können Anlagendaten und Parameter der verschiedenen Anlagen abgerufen werden. Knackpunkt beim Gesamtkonzept war die Abstimmung von Heizung und Kühlung. Beide sind eng vernetzt. Daher können sich Änderungen im Kühlwasserverbrauch auf das Heizsystem auswirken und umgekehrt. Durch eine intelligente Regelung wird dieser Betriebszustand automatisch vermieden. Die Zwischenbilanz von Karl-Heinz Müller, dem Leiter der Werktechnik bei Lederer, fällt positiv aus: „Der Betrieb in der ersten Heiz- und Kühlperiode hat gezeigt, daß das System sehr stabil läuft. Bis Mai konnten wir den Kühlturm vollständig mit Regenwasser aus der Zisterne nachspeisen. Unter diesen Voraussetzungen werden sich die Kosten für die Zisterne in drei Jahren amortisiert haben.“ Die jährliche Einsparung an Heizkosten ist sogar so hoch, daß man beim Heizsystem mit einer Amortisationszeit von nur eineinhalb Jahren rechnet. Außerdem kann das Unternehmen den CO2-Ausstoß um zirka 73 t pro Jahr reduzieren und mit dem Hybrid-Kühlturm plus Zisterne wertvolles Trinkwasser sparen.

Erschienen in Ausgabe: 12/2004