TGA Kältetechnik

TGA Ausgabe 03-2014
Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung zur Prozesskühlung

KWKK-System für Kunststoffverarbeiter

Abb. 1 Die drei Adsorptionskältemaschinen der KWKK-Anlage bei Transpofix und eine der damit gekühlten Spritzgussmaschinen. (Quelle: InvenSor)
Abb. 1 Die drei Adsorptionskältemaschinen der KWKK-Anlage bei Transpofix und eine der damit gekühlten Spritzgussmaschinen.

Bei der Kühlung von Serverräumen ist die Kombination von BHKW und Adsorptionskältemaschinen Stand der Technik. Inzwischen sind solche Systeme zur Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung aufgrund ihrer Wirtschaftlichkeit und Zuverlässigkeit auch bei der industriellen Kunststofffertigung auf dem Vormarsch.

Seit Mai 2013 profitiert die Firma Transpofix, Berching, von einer eigenen Anlage mit Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung (KWKK). Das Unternehmen ist auf die Fertigung von Transportsystemen und die dazugehörigen Aluminium- und Kunststoffteile (dickwandiges Polyethylen) spezialisiert. Nach eingehender Planung einigten sich Willibald Hergeth, Geschäftsführer von Transpofix und Andreas Stephan, Juniorchef von Stephan Heizungsbau, auf die Kombination von drei SenerTec-BHKW-Modulen und drei InvenSor-Adsorptionskältemaschinen.

Die BHKW erzeugen den Strom für die gesamte Transpofix-Hauptniederlassung inklusive dem Betrieb der Spritzgussmaschinen zur Kunststoffteilefertigung. Die Adsorptionskältemaschinen (AdKM) Abb. 1 nutzen die BHKW-Abwärme Abb. 2, um daraus bei minimalem Einsatz von elektrischer Energie Kälte (Kaltwasser) für die Prozess- und Gebäudekühlung bereitzustellen.

AdKM mit Free-Cooling-Funktion

Die drei Adsorptionsmaschinen vom Typ LTC 10 plus (LTC: Low Temperature Chiller) Abb. 4 haben eine kombinierte Kälteleistung von 24 kW. Damit werden die Spritzgussmaschinen beziehungsweise die geformten Kunststoffteile und im Sommer auch die komplette Bürofläche (ca. 900 m2) gekühlt. Im Sommer können die AdKM die gesamte Abwärme aus den BHKW nutzen. Bei niedrigen Außentemperaturen wird die Prozesskühlung über die integrierte Free-Cooling-Funktion der AdKM realisiert, sodass die BHKW-Abwärme dann für die Gebäudeheizung zur Verfügung steht.

Durch die ganzjährige Nutzung des KWKK-Systems erreicht es einen sehr hohen Nutzungsgrad und kommt auf eine statische Amortisationszeit von knapp fünf Jahren. Hergeths Erwartungen wurden im ersten Betriebsjahr sogar übertroffen: „Ich muss wirklich sagen, dass die Einsparungen bis jetzt immens sind. Alle Komponenten der KWKK-Anlage harmonieren wunderbar und wir hatten bis jetzt quasi keine Stillstandszeit.“

Vorbild für Kunststoffverarbeiter

Neben den drei AdKM steht ein 3,5-m3-Pufferspeicher, der Wärme aufnimmt, die nicht unmittelbar für die Gebäudeheizung oder zum Antrieb der AdKM genutzt wird. Auf der Kälteseite hält ein 2-m3-Pufferspeicher Kaltwasser vor, um kurzzeitige Spitzenbedarfe zu decken Abb. 1.

Die Inbetriebnahme der BHKWs erfolgt im Dezember 2012, die AdKM wurden im Mai 2013 montiert. Stephan geht von einer Laufzeit für die drei BHKWs von ca. 7500 h/a aus und ist überzeugt, dass sich solche KWKK-Systeme bei vielen Betreibern von Spritzgussmaschinen lohnen. Um die Vorteile der KWKK auch in einer neuen Produktionshalle nutzen zu können, installierte Stephan Heizungsbau Ende 2013 ein viertes BHKW. DR

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Inhaltsübersicht

  1. Teil: KWKK-System für Kunststoffverarbeiter
  2. Teil: Kontakt zu den Anbietern
  3. Teil: Wichtig für TGA-Planer, Anlagenbauer und Betreiber
  • Abb. 2 Die Wärme für den Antrieb des Adsorp­tionsprozesses kommt aus der Stromerzeugung mit Blockheizkraftwerken. Bei niedriger Außentemperatur nutzen die Adsorptionskältemaschinen eine Free-Cooling-Funktion, die BHKW-Abwärme steht dann für Heizzwecke zur Verfügung.
  • Abb. 3 Adsorptionsprozess der InvenSor-AdKM.
  • Abb. 4 InvenSorAdsorptionsmaschine LTC 10 plus: Über das TouchDisplay lassen sich die Zieltemperaturen für Kaltwasser und für den Rücklauf im Antriebskreislauf sehr einfach einstellen. Auch die Nutzung als Wärmepumpe ist schon vorbereitet und kann am Gerät aktiviert werden. Mit der bereits integrierten Hydraulik können TGA-Planer spezielle Lösungen umsetzen, beispielsweise die Nutzung von Freier Kühlung, ohne die Komplexität und damit Fehleranfälligkeit der Gesamtanlage wesentlich zu erhöhen.
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