Der Artikel kompakt zusammengefasst
- Mithilfe der Absorptionskälteanlage Biene nutzt Zecher eine Energiequelle, die das Unternehmen zuvor nur teilweise verwenden konnte. Aus überschüssiger Kompressorabwärme wird nun effizient Kälte für die Produktion erzeugt.
- Das Projekt zeigt, wie industrielle Abwärme durch intelligente Energiekonzepte zu einer wertvollen Nutzenergie werden kann.
W. Baelz & Sohn
Aus bislang ungenutzter Abwärme wird bei Zecher inzwischen Kälte für die Produktion erzeugt. Mit der Absorptionskälteanlage Biene setzt das Unternehmen auf ein Energiekonzept, das Wirtschaftlichkeit, Energieeffizienz und Nachhaltigkeit verbindet.
Die Zecher GmbH mit Sitz in Paderborn zählt zu den international führenden Herstellern von Rasterwalzen für die Druckindustrie. Seit mehr als 75 Jahren entwickelt und produziert das Unternehmen hochpräzise Rasterwalzen, die weltweit in Druck- und Beschichtungsprozessen eingesetzt werden.
Für zahlreiche Fertigungsprozesse benötigt Zecher Druckluft, die von mehreren modernen, öleingespritzten Druckluftkompressoren bereitgestellt wird. Bei ihrem Betrieb entsteht eine große Menge Abwärme. Sie wurde bereits über eine Wärmerückgewinnung teilweise zur Beheizung von Gebäuden genutzt. Während der Sommermonate konnte jedoch ein erheblicher Teil des Abwärmepotenzials nicht verwendet werden.
Gleichzeitig benötigen die Laseranlagen zur Gravur der Rasterwalzen eine zuverlässige Kühlung. Sie wurde bislang mit konventionellen Kältemaschinen sichergestellt, die einen entsprechend hohen Strombedarf aufweisen. Vor dem Hintergrund steigender Anforderungen an Energieeffizienz und Nachhaltigkeit suchte Zecher deshalb nach einer langfristigen Lösung zur Senkung des Energieverbrauchs.
Ullner und Ullner
Abwärme sinnvoll nutzen
Gemeinsam mit W. Baelz & Sohn und dem Druckluftkompressoren-Händler Ullner und Ullner wurde ein Energiekonzept entwickelt, das die vorhandene Abwärme ganzjährig nutzbar macht. Herzstück der Anlage ist die Absorptionskälteanlage Biene von W. Baelz & Sohn.
Die thermisch angetriebene Biene nutzt die Abwärme der Druckluftkompressoren auf einem wasserseitigen Temperaturniveau von etwa 75 °C als Antriebsenergie. Daraus erzeugt sie Kaltwasser entsprechend den Anforderungen, die für die Kühlung der Lasermaschinen essenziell sind.
Im Gegensatz zu herkömmlichen Kompressionskältemaschinen benötigt die Absorptionskälteanlage nur einen sehr geringen Anteil elektrischer Energie für die Lösungspumpe. Als Kältemittel dient Wasser, als Lösungsmittel Lithiumbromid. Dadurch arbeitet die Anlage besonders umweltfreundlich und ohne synthetische Kältemittel.
Die bisher für die Maschinenkühlung eingesetzten Kältemaschinen werden dadurch weitgehend entlastet und stehen noch als Redundanz- beziehungsweise Spitzenlast-System zur Verfügung.
Sommer- und Winterbetrieb
Im Sommerbetrieb nutzt die Biene (Bild 1) die gesamte verfügbare Kompressorabwärme (Bild 2) zur Erzeugung von Kaltwasser für die Laserkühlung. Im Winterbetrieb wird die Abwärme der Kompressoren vorrangig für die Gebäudeheizung eingesetzt. Damit die Produktionsanlagen dennoch zuverlässig mit Kaltwasser versorgt werden können, wurde ergänzend ein Freikühlsystem (Bild 3) installiert. Sobald die Außentemperaturen ausreichend niedrig sind, übernimmt dieses die Kühlung des Prozesswassers mithilfe der kalten Außenluft. Die Kompressorabwärme steht dadurch vollständig für Heizzwecke zur Verfügung.
Das Zusammenspiel aus Wärmerückgewinnung, Absorptionskälteanlage und Freikühlung sorgt dafür, dass die vorhandene Energie ganzjährig optimal genutzt wird. Gegenüber der bisherigen Kühlung mit konventionellen Kältemaschinen reduziert sich der elektrische Energiebedarf für die Kälteversorgung erheblich. Gleichzeitig sinkt der Einsatz zusätzlicher technischer Kälteerzeugung deutlich, während die vorhandene Abwärme wesentlich besser genutzt wird.
W. Baelz & Sohn
Förderprogramm läuft bald aus
Zur Wirtschaftlichkeit des Projekts trägt zudem die Förderung nach dem BAFA-Programm für Kälte- und Klimaanlagen bei. Absorptionskälteanlagen werden im Rahmen dieses Förderprogramms mit attraktiven Zuschüssen unterstützt. W. Baelz & Sohn begleitete Zecher nicht nur bei der technischen Konzeption der Anlage, sondern unterstützte das Unternehmen auch bei der Antragstellung der Förderung.
Die Gültigkeit der Förderrichtlinie endet allerdings am 31. Dezember 2026 und wird nicht verlängert. Anträge auf Förderung können jedoch noch bis zum 31. Dezember 2026 gestellt werden. Nach Zugang des Zuwendungsbescheids können die bewilligten Maßnahmen innerhalb einer Frist von zwei Jahren umgesetzt werden. Die „Richtlinie zur Förderung von Kälte- und Klimaanlagen mit nicht-halogenierten Kältemitteln in stationären Anwendungen im Rahmen der Nationalen Klimaschutzinitiative (Kälte-Klima-Richtlinie)“ vom 12. Februar 2024 fördert den Einsatz von Klimaschutz-Technologien in gewerblichen Anwendungen (weitere Infos auf bafa.de). Die geförderten Maßnahmen tragen zu einer Steigerung der Energieeffizienz sowie einer Reduktion der Emissionen fluorierter Treibhausgase bei.
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