Graewe kombiniert Industriekälteanlage mit Wärmepumpe
Eine neue Kälteanlage mit 570 kW Leistung versorgt die Wärmebehandlung bei Graewe. Eine integrierte Wärmepumpe nutzt die Abwärme zur Hallenheizung.
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Eine neue Kälteanlage mit 570 kW Leistung versorgt die Wärmebehandlung bei Graewe. Eine integrierte Wärmepumpe nutzt die Abwärme zur Hallenheizung.
Der Hersteller von Befestigungselementen Graewe GmbH & Co. KG hat an seinem Standort in Finnentrop eine neue Kälteanlage in Betrieb genommen. Die von L&R Kältetechnik projektierte und installierte Anlage versorgt die Wärmebehandlung hochfester Gewindestangen und Gewindebolzen mit Kühlwasser. Ergänzend wird eine Wärmepumpe eingesetzt, die Abwärme aus dem Kühlprozess für die Fußbodenheizung der Produktionshalle nutzbar macht.
Die Wärmebehandlung ist ein wesentlicher Fertigungsschritt bei Graewe. Durch kontrolliertes Erhitzen und Abkühlen erhalten die Verbindungselemente ihre geforderten mechanischen Eigenschaften. Die neue Kälteanlage stellt dafür Kühlwasser mit einer Vorlauftemperatur von 20 °C bereit. Die Rücklauftemperatur beträgt 26 °C.
Die Anlage verfügt über eine Kälteleistung von 570 kW. Zwei getrennte Kältekreisläufe dienen der Redundanz. Die Aufteilung in acht Leistungsstufen ermöglicht eine Anpassung an unterschiedliche Lastanforderungen.
Zur Verringerung des elektrischen Energiebedarfs sind mehrere Maßnahmen kombiniert. Dazu gehört eine Freikühlung, die bei entsprechend niedrigen Außentemperaturen die Kälteerzeugung teilweise oder vollständig übernehmen kann. Laut L&R lassen sich dadurch bei Volllast bis zu 86 kW elektrische Antriebsleistung einsparen.
Eine weitere Maßnahme ist die gleitende Kondensationstemperaturregelung VariKon. Sie passt die Druckverhältnisse im Kältekreislauf mithilfe elektronischer Expansionsventile an die jeweilige Außentemperatur an. Nach Herstellerangaben kann dies den Leistungsbedarf der Anlage um bis zu 38 kW reduzieren.
Ergänzend kommen drehzahlgeregelte Ventilatoren und Pumpen zum Einsatz. Die Pumpenantriebe entsprechen der Effizienzklasse IE5. Als Kältemittel verwendet die Anlage Propan (R290). Für den sicheren Betrieb sind eine Gaswarnanlage und eine automatische ATEX-Belüftung vorgesehen.
Neben der Kälteerzeugung wurde auch die Nutzung der anfallenden Abwärme in das Anlagenkonzept integriert. Eine ebenfalls von L&R projektierte Wärmepumpe entnimmt dem Rückkühlkreislauf Wasser mit einer Temperatur von 26 °C und erwärmt es auf 40 °C. Das erwärmte Wasser wird für die Fußbodenheizung der Produktionshalle genutzt.
Die frequenzgeregelte Wärmepumpe arbeitet ebenfalls mit Propan (R290) als Kältemittel und erreicht nach Angaben von L&R eine Wärmeleistung von bis zu 125 kW. Bei einer elektrischen Leistungsaufnahme von rund 20 kW ergibt sich ein angegebener COP (Coefficient of Performance) von 6,2.
Durch die Kombination beider Anlagen wird ein Teil der beim industriellen Kühlprozess anfallenden Wärme für Heizzwecke genutzt. Die vergleichsweise niedrige erforderliche Vorlauftemperatur der Fußbodenheizung begünstigt dabei den effizienten Betrieb der Wärmepumpe.
Kälteanlage und Wärmepumpe sind gemeinsam in einem Technikcontainer untergebracht. Die vormontierte Bauweise reduziert nach Angaben des Herstellers den Installationsaufwand vor Ort.
Die Steuerung erfolgt über eine von L&R programmierte Siemens-SPS S7. Betriebsdaten und Störmeldungen werden auf Touchpanels angezeigt. In die Steuerung integrierte Messfunktionen ermöglichen zudem eine kontinuierliche Erfassung des Energiebedarfs und die Übertragung entsprechender Daten an ein übergeordnetes Energiemanagementsystem.
Auch die Betriebspumpen sind redundant ausgeführt. Bei einer Störung oder Wartung kann automatisch auf eine Ersatzpumpe umgeschaltet werden.
Nach Angaben von L&R liegt das mögliche Energieeinsparpotenzial der neuen Kälteanlage gegenüber einer konventionellen Ausführung bei deutlich mehr als 50 Prozent. Die zusätzliche Wärmepumpe erschließt weitere Einsparmöglichkeiten durch die Nutzung der Prozessabwärme. Konkrete Verbrauchsmessungen oder ein dokumentierter Vorher-Nachher-Vergleich werden in den vorliegenden Unterlagen nicht genannt.
Olaf Graewe, geschäftsführender Gesellschafter der Graewe GmbH & Co. KG, erklärt: „Mit der effizienten Kälteanlage sparen wir nicht nur Kosten, sondern auch wertvolle Ressourcen und reduzieren so unseren CO2-Fußabdruck.“
Das Anlagenkonzept zeigt, wie sich industrielle Kälteversorgung und Gebäudebeheizung technisch miteinander verbinden lassen. Neben der Effizienz der einzelnen Komponenten spielt dabei insbesondere die Nutzung vorhandener Wärmequellen eine Rolle. (pl)
