Modernisierung einer Kühlstation in der Kunststoffverarbeitung
Aus Alt wird Neu – und hoch effizient
Bei einem Hersteller von Kunststoffverpackungen in Nordrhein-Westfalen entsprach durch Produktionserweiterungen und einen damit einhergehenden gestiegenen Kühlwasserbedarf eine der Anlagen nicht mehr den aktuellen Anforderungen und sollte ersetzt werden. L&R Kältetechnik hat diese Kühlstation für den Kunststoff-Spritzguss mit Augenmaß und Sachverstand modernisiert. Die „Hardware“ der eigentlichen Kälteanlage blieb unverändert. Gemessen am Aufwand ist der Effizienzgewinn beachtlich: Die Anlage verbraucht je nach Fahrweise 25 bis 45 % weniger Energie. Entsprechend verringert sich auch der „Corporate Carbon Footprint“ (CCF) der Kunststoffproduktion.
In der Kunststoffverpackungs-Industrie ist der Hersteller, der jetzt eine Kühlstation erneuerte, längst ein „Hidden Champion“, der mit mehreren Werken auch außerhalb Deutschlands präsent ist. In einem der deutschen Werke sichern mehrere Kühlstationen die Versorgung der Hochleistungs-Spritzgießmaschinen mit der erforderlichen Prozesskälte. Hier gab es Optimierungsbedarf in Sachen Energieeffizienz und Nachhaltigkeit. Denn durch Produktionserweiterungen und einen damit verbundenen stetig ansteigenden Kühlwasserbedarf entsprach eine der Anlagen – und mit ihr deren Steuerung – nicht mehr den aktuellen Anforderungen und sollte ersetzt werden. Mit dieser Aufgabenstellung wandten sich die Verantwortlichen an L&R Kältetechnik.
Umsetzung
Die Bestandsaufnahme ergab: Die eigentlichen Kälteanlagen entsprechen, auch in die Zukunft gesehen, noch allen Anforderungen. Modernisierungsbedarf gab es im Kühlwasserkreislauf. Hier wurden die vorhandenen PE-Tanks mit neuen, vergrößerten Ansaugstutzen für die Verbraucherpumpen ausgestattet und ein neuer Druckverteiler mit niedrigerem Druckverlust installiert (Bild 1). Außerdem wurde die Werksverrohrung teilweise erneuert, um Druckverluste zu minimieren.
Auch das Konzept der Kühlung wurde optimiert. Aufgrund einer unternehmensinternen Produktionsverlagerung stand ein Kühlturm mit Zubehör für die Hydraulikkühlung zur Verfügung, der jetzt mit der modernisierten Kühlstation 3 verbunden wurde (Bild 2). Somit steht in der kühleren Jahreszeit die volle Freikühlerleistung zur Entlastung der drei Kältemaschinen bereit. Im Zuge dieses Umbaus wurde der Kühlturmventilator mit einem drehzahlgeregelten, bedarfsgerecht steuerbaren Antrieb ausgerüstet. Das spart Energie im Betrieb und amortisiert sich innerhalb eines überschaubaren Zeitrahmens. Auch die Wärmeübertrager konnten auf diese Weise wiederverwendet werden (Bild 3).
Auf der Steuerungsebene änderten die L&R-Techniker die Betriebsweise der Freikühler (Bild 4) von Kombibetrieb auf reinen Winterentlastungsbetrieb und brachten die komplette Anlagensteuerung und -visualisierung auf den neuesten Stand der Elektronik. Auf Wunsch des Kunden richteten sie einen Sm@rt Server ein, der die relevanten Soll- und Regelwerte der Anlagensteuerung an die übergeordnete Leitstelle weitergibt und dem Energiemanagement sowohl eine graphische Darstellung der aktuellen Werte liefert als auch eine Datenaufzeichnung erlaubt.
Welche (Einspar-)Effekte haben die umgesetzten Maßnahmen?
Das Energiemanagement-System des Anwenders gibt die Antwort: Die hier beschriebenen Retrofit-Maßnahmen führen zu einer Reduzierung des Energieverbrauchs um 25 bis 45 %. Wohlgemerkt ohne dass die eigentlichen Kälteanlagen „angefasst“ oder gar erneuert wurden. Der größere Einspareffekt von bis zu 3.000 kWh pro Tag wurde bei höheren Umgebungstemperaturen, d.h. bei hohen Kälteleistungen, gemessen. Was diese Werte nicht erfassen, ist der schonendere Anlagenbetrieb. Zum Beispiel muss nur noch eine 45 kW-Kühlwasserpumpe dauerhaft betrieben werden statt bisher zwei oder drei.
