L&R Käl­te­tech­nik: Ener­gie­ef­fi­zi­enz in der Kälteerzeugung

L&R Käl­te­tech­nik: Ener­gie­ef­fi­zi­enz in der Kälteerzeugung

Ein nord­rhein-west­fä­li­scher Her­stel­ler von Kunst­stoff­ver­pa­ckun­gen setzt auf Ener­gie­ef­fi­zi­enz in der Käl­te­er­zeu­gung. Das Unter­neh­men hat eine neue Kühl­an­la­ge in Betrieb genom­men. Die effi­zi­enz­stei­gern­den Tech­no­lo­gien der von L&R Käl­te­tech­nik pro­jek­tier­ten und gebau­ten Anla­ge mit einer Käl­te­leis­tung von 1,35 MW gehen weit über den fort­ge­schrit­te­nen Stand der Tech­nik hin­aus. Das Ergeb­nis: Gegen­über der zuvor instal­lier­ten Anla­ge spart der Anwen­der 70 bis 80 Pro­zent Ener­gie. Und er ver­rin­gert ent­spre­chend auch den CO₂-Fuß­ab­druck der Kunststoffproduktion.

Herzstück der neuen Anlage zur Kälteerzeugung sind drei hoch effiziente Kältemaschinen in Split-Bauweise. Sie sorgen für Energieeffizienz und bringen je 450 kW Leistung – Bild: L&R Käl-tetechnik
Herz­stück der neu­en Anla­ge zur Käl­te­er­zeu­gung sind drei hoch effi­zi­en­te Käl­te­ma­schi­nen in Split-Bau­wei­se. Sie sor­gen für Ener­gie­ef­fi­zi­enz und brin­gen jeweils 450 kW Leis­tung. – Bild: L&R Kältetechnik

Eine Käl­te­zen­tra­le im Werk des Kunst­stoff­ver­ar­bei­ters – sei­ner­zeit geplant und gebaut von L&R Käl­te­tech­nik – war nach zwan­zig Jah­ren am Ende ihres Lebens­zy­klus ange­kom­men. Des­halb woll­ten die Ver­ant­wort­li­chen die­se Käl­te­zen­tra­le erset­zen. Dabei galt es zu berück­sich­ti­gen, dass der Ver­pa­ckungs­her­stel­ler sehr gro­ßen Wert auf nach­hal­ti­ge Pro­duk­ti­on und gerin­ge CO₂-Emis­sio­nen legt. Des­halb wur­de für die Pla­nung ein renom­mier­ter Käl­te­tech­nik-Exper­te als exter­ner Bera­ter gewon­nen. Pro­jek­tie­rung, Bau und Inbe­trieb­nah­me der Anla­ge über­nah­men die Spe­zia­lis­ten der L&R Kältetechnik.

Drei 450 kW-Maschi­nen mit Frei­küh­lung zur Käl­te­er­zeu­gung

Herz­stück der neu­en Kühl­zen­tra­le sind drei Käl­te­ma­schi­nen in Split-Bau­wei­se. Die Maschi­nen selbst sind in einem Tech­nik-Con­tai­ner auf­ge­stellt. Die zuge­hö­ri­gen Kon­den­sa­to­ren für die Abfüh­rung der Wär­me ste­hen auf dem Dach des Con­tai­ners. Jede Anla­ge erbringt eine Käl­te­leis­tung von 450 kW. Die Ver­damp­fer arbei­ten mit hoher Ener­gie­ef­fi­zi­enz. Die Schrau­ben­ver­dich­ter arbei­ten jeweils in vier Leis­tungs­stu­fen und errei­chen bei 47 oC eine Leis­tungs­zahl (EER) von 4,88.

Blick in den Container mit den Anlagen zur Kälteerzeugung. Sie sorgen für Energieeffizienz auf kompaktem Raum. – Bild: L&R Kältetechnik
Blick in den Con­tai­ner mit den Anla­gen zur Käl­te­er­zeu­gung. Sie sor­gen für Ener­gie­ef­fi­zi­enz auf kom­pak­tem Raum. – Bild: L&R Kältetechnik

Eine glei­ten­de Kon­den­sa­ti­ons­tem­pe­ra­tur­re­ge­lung (in Abhän­gig­keit von der Außen­tem­pe­ra­tur) ist selbst­ver­ständ­lich. Eben­so die Win­ter­ent­las­tung über zwei Frei­küh­ler mit einer Käl­te­leis­tung von jeweils 400 kW. Sie bewirkt, dass die zur Rück­küh­lung des Kühl­me­di­ums erfor­der­li­che Käl­te bei küh­le­ren Außen­tem­pe­ra­tu­ren aus der Umge­bungs­luft ent­nom­men wer­den kann.

Selbst­ver­ständ­lich: Betrieb mit Low-GWP-Kältemittel

Als Medi­um im Käl­te­kreis­lauf kommt das Low-GWP-Flu­id 513 A zum Ein­satz. Der Käl­te­trä­ger wur­de von einem umwelt­ver­träg­li­chen Spe­zi­al-Gly­kol­ge­misch auf den Betrieb mit 100 Pro­zent Was­ser ohne Gly­kol­zu­satz umge­stellt. Das spart noch­mals Ener­gie und schont die Umwelt.

Im Fokus
Auch Pro­duk­te wer­den „grü­ner“
Am Ran­de bemerkt: Die neue Anla­ge redu­ziert nicht nur die Gesamt­emis­sio­nen der Pro­duk­ti­on (also den „Cor­po­ra­te Car­bon Footprint“/ CCF). Son­dern dar­über hin­aus auch den klei­nen Fuß­ab­druck an CO₂, der für die Her­stel­lung jeder ein­zel­nen Kunst­stoff­ver­pa­ckung auf­ge­wen­det wer­den muss. Das freut die Kun­den, die die­sen Wert in die Gesamt­be­rech­nung der pro­dukt­be­zo­ge­nen CO₂-Emis­sio­nen ein­rech­nen müssen.

Soweit haben L&R und der Anwen­der die eta­blier­ten Stan­dards für beson­ders ener­gie­ef­fi­zi­en­te Käl­te­an­la­gen ver­wirk­licht – und noch mehr. Jede Käl­te­ma­schi­ne ist mit einem inter­nen Unter­küh­ler aus­ge­stat­tet, der von Brun­nen­was­ser gespeist wird und das ver­flüs­sig­te Käl­te­mit­tel noch­mals unter­kühlt. Und zwar mit natür­li­chen (Käl­te-) Res­sour­cen. Das bewirkt eben­so einen Leis­tungs­ge­winn wie die Kom­bi­na­ti­on des Unter­küh­lers mit einem Saug­gas­wär­me­tau­scher. Mit über­schau­ba­rem bau­li­chem und inves­ti­vem Mehr­auf­wand lässt sich so ein inter­ner Wär­me­tau­scher rea­li­sie­ren, der die Effi­zi­enz der Käl­te­an­la­ge steigert.

Ener­gie­ef­fi­zi­enz in der Rege­lung von Pum­pen und Motoren

Zum „Effi­zi­enz­pa­ket“ gehört, dass sowohl an den Kon­den­sa­to­ren als auch an den Frei­küh­lern bedarfs­ge­recht regel­ba­re EC-Ven­ti­la­to­ren zum Ein­satz kom­men. Auch die Pum­pen­an­trie­be in den Flüs­sig­keits­kreis­läu­fen sind dreh­zahl­ge­re­gelt. Die Steue­rung der Käl­te­an­la­gen über­nimmt eine Sie­mens-SPS, die L&R grund­sätz­lich im eige­nen Hau­se programmiert. 

Der Technik-Container mit den 1,3 MW-Kälteanlagen passt genau in eine „Baulücke“ auf dem Betriebsgelände des Anwenders. – Bild: L&R Kältetechnik
Der Tech­nik-Con­tai­ner mit den 1,3 MW-Käl­te­an­la­gen passt genau in eine „Bau­lü­cke“ auf dem Betriebs­ge­län­de des Anwen­ders. – Bild: L&R Kältetechnik

Dabei berück­sich­ti­gen die Exper­ten auch anwen­der- ein­satz­spe­zi­fi­sche Beson­der­hei­ten. Auch das trägt zum effi­zi­en­ten Betrieb der kom­plet­ten Kühl­sta­ti­on bei. Ein gro­ßes Touch Panel visua­li­siert anschau­lich die aktu­el­len Betriebs­zu­stän­de. Über eine Schnitt­stel­le ist die Steue­rung direkt an das zen­tra­le Ener­gie­ma­nage­ment des Kunst­stoff­ver­ar­bei­ters angebunden.

Käl­te­er­zeu­gung erlaubt Ener­gie­ein­spa­run­gen und redu­ziert den CO₂-Footprint

Bleibt fest­zu­stel­len, wel­che Effek­te im Hin­blick auf Ener­gie­ver­brauch und CO₂-Foot­print nun der Ein­satz die­ser Kühl­sta­ti­on hat. Schließ­lich gehen deren effi­zi­enz­stei­gern­den Tech­no­lo­gien deut­lich über den „Stand der Tech­nik“ hin­aus. Der Anwen­der und L&R haben des­halb gemein­sam die Ver­brauchs­wer­te ermittelt.

Über zwei Freikühler kann die zur Rückkühlung des Kühlmediums erforderliche Kälte bei kühle-ren Außentemperaturen aus der Umgebungsluft entnommen werden. Das sorgt für hohe Ener-gieeffizienz. – Bild: L&R Kältetechnik
Über zwei Frei­küh­ler kann die zur Rück­küh­lung des Kühl­me­di­ums erfor­der­li­che Käl­te bei küh­le-ren Außen­tem­pe­ra­tu­ren aus der Umge­bungs­luft ent­nom­men wer­den. Das sorgt für hohe Ener­gie­ef­fi­zi­enz. – Bild: L&R Kältetechnik

Bei der rei­nen Käl­te­er­zeu­gung, ohne Berück­sich­ti­gung der Kühl­was­ser­pum­pen, ergibt sich je nach Umge­bungs­tem­pe­ra­tur ein um 70 bis 80 Pro­zent ver­rin­ger­ter Ener­gie­be­darf im Ver­gleich zur Vor­gän­ger­an­la­ge – im Umge­bungs­tem­pe­ra­tur­be­reich von ‑5 °C bis + 24 °C. Das deckt sich annä­hernd mit den am häu­figs­ten vor­kom­men­den Jah­res­tem­pe­ra­tu­ren am Stand­ort. Ganz kon­kret: Pro Tag (!) ermit­tel­ten die Exper­ten um bis zu 5500 kWh redu­zier­te Verbräuche.

Ener­gie­ef­fi­zi­enz erhöht die Wettbewerbsfähigkeit

Die­se Ein­spa­run­gen redu­zie­ren Kos­ten und erhö­hen die Wett­be­werbs­fä­hig­keit des Anwen­ders. Zugleich sind sie line­ar mit einer Redu­zie­rung der CO₂-Emis­sio­nen ver­bun­den. Das ent­spricht dem Leit­bild der nach­hal­ti­gen Pro­duk­ti­on, dem sich der Anwen­der ver­pflich­tet fühlt.

Kompakt und komplett: Die Kondensatoren für die Abführung der Wärme von den Anlagen zur Kälteerzeugung finden auf dem Dach des Containers Platz. – Bild: L&R Kältetechnik
Kom­pakt und kom­plett: Die Kon­den­sa­to­ren für die Abfüh­rung der Wär­me von den Anla­gen zur Käl­te­er­zeu­gung fin­den auf dem Dach des Con­tai­ners Platz. – Bild: L&R Kältetechnik

Da das Unter­neh­men den Leit­ge­dan­ken der nach­hal­ti­gen Pro­duk­ti­on kon­se­quent wei­ter­ver­folgt, bleibt man beim Erreich­ten – so ein­drucks­voll es ist – nicht ste­hen. Als Nächs­tes wol­len die Ver­ant­wort­li­chen eine Opti­mie­rungs­maß­nah­me bei den Kühl­was­ser­pum­pen realisieren. 

Die Opti­mie­rung der Käl­te­er­zeu­gung geht weiter 

Bei einer instal­lier­ten Pum­pen­leis­tung von ins­ge­samt 180 kW sind auch hier deut­li­che Ein­spa­run­gen mög­lich. Mit­tel­fris­tig sind wei­te­re ener­ge­ti­sche Opti­mie­run­gen der Kühl­zen­tra­len vorgesehen.


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