TGA Kältetechnik

TGA Ausgabe 06-2014
Absorptionskälte

Thermische Kühlung aus Holzspänen


1 Die beiden Absorptionskälteanlagen am Velux-Produktionsstandort Sonneborn.

1  Die beiden Absorptionskälteanlagen am Velux-Produktionsstandort Sonneborn.

Mit einem Absorptionskältesystem wurden am Velux-Standort Sonneborn die Produktionsbedingungen und das Hallenklima optimiert, die Energieeffizienz gesteigert und die CO2-Emissionen vermindert.

Kompakt informieren

Am Velux-Standort Sonneborn wurde ein Absorptionskältesystem zur energetischen Optimierung und Verbesserung der Produktionsbedingungen installiert.

Die beiden Absorptionskältemaschinen werden über ein firmeneigenes Nahwärmenetz angetrieben. Für die Wärmeerzeugung werden bei der Produktion anfallende Holzspäne genutzt.

Die Prozesskühlung übernimmt bis ca. 10 °C Außentemperatur die Freikühlung einer Kompressionskältemaschine. Bei höheren Außentemperaturen liefern die Absorber den Kältebedarf für die Prozesskühlung und die Teilklimatisierung der Produktionshalle. Nur bei Bedarfsspitzen wird die Kompressionskälteanlage zugeschaltet.

Die Ziele der SIG Sonneborn Bauzubehör-Industriegesellschaft, Produktions-stätte von Velux-Dachfenstern, waren eindeutig: Eine wesentliche energetische Optimierung in der Produktion, eine Verbesserung des Hallenklimas, eine deutliche Verringerung der CO2-Emissionen und eine signifikante Kostenreduktion. Das Ergebnis: Ein nachhaltiger und ressourcenschonender Produktionsprozess.

Mit dem von SolarNext errichteten und im Juli 2013 in Betrieb genommenen thermischen Kühlsystems Abb. 1 konnte Velux seine Vorreiterrolle im Bereich innovativer Energieeinsatz unterstreichen. Das vom Ingenieurbüro für Technische Gebäudeausrüstung IPH Klawonn.Selzer, Weimar / Frankfurt a. M., geplante System wandelt Wärme aus dem Velux-Nahwärmenetz in Kälte um, stellt dabei eine Gesamtkälteleistung von 350 kW zur Verfügung, verbessert das Hallenklima und senkt durch den Einsatz des Absorptionskältesystems die CO2-Emissionen um etwa 90 t/a.

Einsatz des Nahwärmenetzes optimiert

Der Velux-Produktionsstandort Sonneborn umfasst neun Produktionshallen, die teilweise untereinander verbunden sind, drei Lagerhallen und ein Zentrallager für die fertigen Produkte. Insgesamt erstreckt sich die beheizte Produktionsfläche auf ca. 36 400 m2 sowie etwa 12 600 m2 unbeheizte bebaute Fläche.

Seit mehreren Jahren hat die energetische Optimierung am Standort sehr hohe Priorität. So wurden bereits umfangreiche Maßnahmen umgesetzt, zum Beispiel die Errichtung einer Photovoltaik-Anlage, der Austausch ungeregelter Pumpen, die Optimierung des Heizsystems durch eine Neuauslegung der Hydraulik sowie der Einsatz energieeffizienter Hallenbeleuchtung und Torluftschleieranlagen. Velux setzt dabei auf ein Energiemanagementsystem und ist nach ISO 50 001 zertifiziert.

Mit dem Absorptionskälte-Projekt Abb. 2 wurden in Sonneborn die Produktionsbedingungen durch Konstanthaltung der klimatischen Bedingungen unter Maßgabe eines sinnvollen Energieeinsatzes verbessert und eine daraus resultierende CO2-Einsparung sichergestellt. Hierzu wird die vorhandene Ressource Holzspäne genutzt und der zusätzliche elektrische Energieaufwand minimiert. Da ein Großteil der wärmetechnischen Verbraucher im Som-mer keinen Bedarf hat, der Späneanfall aus dem Fenster-Produktionsprozess aber trotz-dem besteht, kann das Nahwärmenetz nun auch im Sommer zur Kälteerzeugung genutzt werden.

Amortisiert nach drei Jahren

Um eine hohe Produktionsqualität sicherzustellen, wurde eine Teilklimatisierung in der Produktionshalle vorgesehen. Bisher existierte eine Kompressionskältemaschine zur Kühlung der hydraulischen Aggregate. Aufgrund der hohen Wirtschaftlichkeit der Absorptionstechnik durch die nahezu kostenlos zur Verfügung stehende Wärme, wird sich die Absorptionskälteanlage innerhalb von drei Jahren amortisiert haben.

Die elektrische Leistungsaufnahme der Absorber ist etwa 90 % geringer als die der Kompressionskältemaschinen, dadurch sinken die CO2-Emissionen. Für die technische Um-setzung kamen zwei von SolarNext ent-wickelte chillii Cooling Kits zum Einsatz. Ein Kit enthält neben dem chillii System Controller Abb. 3 – dem Herzstück der Anlage – unter anderem einen Absorber mit einer Kälteleistung von 175 kW und einen Nasskühlturm Abb. 4. Außerdem wurden ein 10-m3-Kaltwasserspeicher und ein 5-m3-Heißwasserspeicher installiert. In der neu entstandenen Kältezentrale wurde Platz für einen dritten Ab-sorber für zukünftige Erweiterungen vorgesehen.

Dreistufige Kälteversorgung

Bis zu einer Außentemperatur von 10 °C deckt die bestehende Kompressionskältemaschine mit ihrer integrierten Freikühlung den Kältebedarf der hydraulischen Aggregate in der Produktionshalle. Bei höheren Außentemperaturen übernehmen die Absorber die Kälteproduktion und übernehmen parallel dazu die Kälteversorgung für das Kühlregister des Lüftungsgeräts zur Teilklimatisierung der Produktionshalle. Nur zu Spitzenlastzeiten im Sommer wird die Kompressionskältemaschine zugeschaltet, da die beiden Absorptionssysteme zur Deckung einer bestimmten Grundlast ausgelegt wurden.

Inhaltsübersicht

  1. Teil: Thermische Kühlung aus Holzspänen
  2. Teil: Frank Molter
  • 2  Funktionsschema des Absorptionskältesystems

  • 3  chillii System Controller mit Schaltschrank.

  • 4  Nasskühltürme zur Rückkühlung für die beiden Absorptionskälteanlagen.

Bild: SolarNext / IPH Klawonn.Selzer

Bild: SolarNext AG

Bild: SIG Sonneborn Bauzubehör-Industriegesellschaft mbH

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