Kunststoffhersteller setzt auf KWKK

Das Unternehmen aus Niedersachsen verwendete bisher eine Kompressionskältemaschine (KKM), welche einen zu hohen Stromverbrauch aufwies. Daher entschloss Schmidt sich zu einer Rundumerneuerung und installierte im September 2017 ein Kraft-Wärme-Kälte-Kopplungssystem (KWKK-System), welches aus einem Blockheizkraftwerk (BHKW) und einer Adsorptionskältemaschine (AdKM) besteht. Der große Vorteil an einem solchen System ist die gleichzeitige und ganzjährige Lieferung von Strom, Wärme und Kälte direkt vor Ort. Das KWKK-System wurde mit allen Hydraulikkomponenten durch den Hersteller InvenSor (www.invensor.com) in einem 15 m langen Container anschlussfertig verbaut, welcher ein Gesamtgewicht von knapp 25 t aufweist. Der dazugehörige Rückkühler mit einer Rückkühlleistung von 195 kW befindet sich auf dem Dach des Containers.

Hohe Leistung auf engstem Raum

InvenSor erarbeitete gemeinsam mit dem Kunden ein technisches Konzept, in dem es auf die Vorteile der Platzersparnis und der Kombination von Heizung und Kühlung in einem Energie-Container hinwies. „Der Vorschlag, einen Container zu nutzen, hat genau unseren Vorstellungen entsprochen. Dadurch konnten wir nicht nur den Bau eines Heizungsraums umgehen, sondern haben uns zudem die zusätzlichen Installationskosten zur Verbindung von BHKW und AdKM eingespart“, begründet Heinrich Neumann, Leiter Instandhaltung bei Schmidt, seine Entscheidung.

Schmidt wählte die „InvenSor AdKM LTC 90 e plus-FC“ (Free Cooling = Freikühlfunktion) mit 90 kW Kälteleistung, welche ca. 1620 h pro Jahr im Betrieb sein wird. Die Adsorptionskältemaschine erzeugt Kälte ohne den Einsatz von Strom. Stattdessen nutzt sie als Antriebsenergie die überschüssige Abwärme des installierten BHKW. Darüber hinaus verwendet die AdKM Wasser als Kältemittel und schont somit die Umwelt. Schmidt reduziert dadurch den eigenen CO₂-Ausstoß um jährlich 30 %.

Als BHKW wurde das Modul „agenitor“ der Marke 2G eingebaut. „Es versorgt die AdKM mit der idealen Wärmemenge und weist darüber hinaus die höchste Stromproduktion auf“, so Oliver Tamm, Produktmanager bei InvenSor. Es produziert 123 kW_th. Leistung und 100 kW_el. Leistung und liefert den benötigten Eigenbedarf an Strom von 600.000 kWh für das gesamte Unternehmen inklusive für den Betrieb der Fertigungsgeräte. Die jährliche Laufzeit wird auf rund 7200 h geschätzt.

In dem Container befindet sich ebenfalls der Warmwasserpufferspeicher für das BHKW mit einem Fassungsvermögen von 4000 l. Der Speicher behält die Wärme, welche nicht direkt in die Heizung oder zum Antrieb der AdKM fließt. Ein weiterer Pufferspeicher ist für die Kälteseite verantwortlich. Dieser befindet sich im Gebäude nahe der Produktion und kann bis zu 2000 l Kaltwasser bereitstellen, um es jederzeit bei hohen Anforderungen nachzusteuern. Beide Pufferspeicher werden bedarfsgerecht über Pumpen gesteuert, sodass kein Engpass entsteht.

Vollständige Abwärmenutzung

Die gesamte BHKW-Abwärme wird zu 70 % für die Kühlung und zu 30 % zum Heizen eingesetzt. Es werden neun Spritzgießmaschinen und drei Pressen mit 86 kW Kälteleistung gekühlt. Die übrigen 4 kW von der AdKM werden zur Serverraumkühlung eingesetzt.

Die restliche Abwärme wird in den Wintermonaten an die Fußbodenheizung in der Produktion mit einer Gesamtfläche von 1600 m² weitergeleitet. Vorher wurde dies über die strombetriebene integrierte Wärmepumpe der KKM betrieben. Diese Abschaffung führte zu weiteren Energiekos­ten-Einsparungen. Der Überschuss dieser Abwärme wird wiederum an den Rückkühler der Kältemaschine abgegeben. Durch das KWKK-System wird seither also keinerlei Abwärme unnötig an die Umwelt abgegeben.