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Texmo Blank
Das Projekt Texmo Blank Germany GmbH zeigt, wie durch den Einsatz fortschrittlicher Kältetechnik energieeffiziente Lösungen für industrielle Kühlprozesse realisiert werden können. Diese Fallstudie beschreibt die Installation und den Betrieb von drei modernen Kaltwassersätzen der Serie CWB FC mit integrierter Freikühlung, die speziell auf die hohen Anforderungen des Produktionsstandorts abgestimmt wurden.
Projektübersicht
Texmo Blank Germany GmbH hat für ihren Produktionsstandort die Installation von drei luftgekühlten Flüssigkeitskühlsätzen mit integrierter freier Kühlung der Serie CWB FC in Auftrag gegeben. Die Kaltwassersätze wurden speziell zur Kühlung der industriellen Prozesse unter Berücksichtigung hoher Energieeffizienz und Nachhaltigkeit ausgewählt. Das Kühlsystem wird dabei eine Stahlumschmelzanlage mit Vakuum-Induktionstechnologie für Speziallegierungen kühlen. Diese Anlage dient der Verwertung der Reste von Gussteilen, wodurch die Wirtschaftlichkeit der Gesamtproduktion erheblich gesteigert werden kann.
Kaltwassersätze mit integrierter Freikühlung
Funktionsweise der Kaltwassersätze
Die CWB FC-Serie von Kaltwassersätzen basiert auf einem luftgekühlten Dampfkompressionskreislauf mit hermetischen Scrollverdichtern und einem Edelstahl-Plattenwärmeaustauscher. Der Kältekreislauf arbeitet in verschiedenen Betriebsmodi, um die maximale Energieeffizienz zu gewährleisten:
- Normalbetrieb (Sommermodus): Bei hohen Umgebungstemperaturen arbeitet der Kaltwassersatz wie ein herkömmlicher Chiller. Das Wasser wird im Verdampfer gekühlt, während die Kompressoren aktiv sind, um die geforderte Kühlleistung zu erbringen.
- Mischbetrieb (Zwischenmodus): Wenn die Außentemperatur unter der Rücklauftemperatur des Wassers liegt, wird die freie Kühlung aktiviert. Ein automatisches 3-Wege-Ventil sorgt dafür, dass das Wasser zunächst durch die Freikühlspiralen fließt, bevor es in den Verdampfer gelangt. Dadurch wird die Last der Kompressoren reduziert und Energie eingespart.
- 100 % freie Kühlung (Wintermodus): Bei sehr niedrigen Außentemperaturen erfolgt die Kühlung ausschließlich über die Freikühlspiralen. Die Kompressoren bleiben ausgeschaltet, was eine maximale Energieeinsparung bedeutet.
Energieeinsparungen durch Freikühlung
Freikühlung ist eine der effektivsten Methoden zur Reduzierung des Energieverbrauchs in industriellen Prozessen. Die Einsparungen ergeben sich aus der Nutzung der niedrigen Außentemperaturen zur Kühlung des Wassers, wodurch der Betrieb der energieintensiven Kompressoren minimiert oder ganz vermieden wird.
Typische Einsparpotenziale:
- Übergangszeit (Frühling/Herbst): Bis zu 50 % der Kühlleistung kann durch die freie Kühlung bereitgestellt werden.
- Winterbetrieb: Bis zu 90 % Energieeinsparung durch ausschließliche Nutzung der freien Kühlung.
Die integrierte Freikühlung ermöglicht durch ihre hohe Effizienz sehr kurze Amortisationszeiten, was die Wirtschaftlichkeit der Investition zusätzlich erhöht.
Betriebssicherheit und Redundanz
Um die Betriebssicherheit zu gewährleisten, wurde die Kühllast auf drei Kühlanlagen verteilt. Im Falle eines Ausfalls kann die verbleibende Last noch von zwei Kühlanlagen bewältigt werden. Die Pumpengruppe verfügt über ein redundantes Doppelpumpensystem, bei dem die Pumpen je nach Betriebsstunden automatisch einzeln geschaltet werden.
Umweltfreundliches Kältemittel R454B
Das in den Kaltwassersätzen eingesetzte Kältemittel R454B ist eine der modernsten und umweltfreundlichsten Alternativen zu herkömmlichen Kältemitteln. Es zeichnet sich durch folgende Eigenschaften aus:
- Geringes Treibhauspotenzial (GWP): Mit einem GWP von nur 466 liegt R454B deutlich unter den Werten vieler anderer Kältemittel wie R410A (GWP: 2088). Dadurch trägt es wesentlich zur Reduzierung des CO2-Äquivalents und der Umweltbelastung bei.
- Keine Ozonabbaupotenziale (ODP): R454B hat ein ODP von 0, was bedeutet, dass es keinen Beitrag zum Abbau der Ozonschicht leistet.
- Hohe Energieeffizienz: Aufgrund seiner thermodynamischen Eigenschaften ermöglicht R454B eine hohe Effizienz im Kühlkreislauf, was zu einer weiteren Reduzierung des Energieverbrauchs führt.
- Kompatibilität: R454B ist mit herkömmlichen Komponenten wie Verdichtern und Wärmeaustauschern kompatibel, was die Umstellung auf dieses umweltfreundliche Kältemittel erleichtert.
Durch die Wahl dieses Kältemittels erfüllt das Projekt die aktuellen Umweltstandards und trägt aktiv zur Nachhaltigkeit bei.
Technische Merkmale der CWB225FC Kaltwassersätze
- Kälteleistung: 225 kW je Einheit
- Kältemittel: R454B (GWP: 466)
- Integriertes 3-Wege-Ventil: Automatische Umschaltung zwischen Normalbetrieb und freier Kühlung
- Schaltschrank: Mikroprozessorsteuerung mit Phasenüberwachung und Kondensaturschutz
Zusatzausstattung:
- Schwingungsdämpfer zur Reduzierung von Geräuschen und Vibrationen
- Schaltschrankheizung zur Vermeidung von Kondensatbildung
- Verdichter-Schalldämmung
Stahlumschmelzanlage mit Vakuum-Induktionstechnologie
Die Stahlumschmelzanlage von Texmo Blank Germany GmbH ist speziell auf die Herstellung hochwertiger Speziallegierungen ausgelegt. Hierbei kommen Vakuum-Induktionsanlagen zum Einsatz, die eine sehr präzise Steuerung des Schmelzprozesses und der Legierungszusammensetzung ermöglichen. Die Kühlung spielt in folgenden Bereichen eine entscheidende Rolle:
- Kühlung der Induktionsspulen: Die Induktionsspulen erzeugen die erforderliche Hitze zum Schmelzen des Metalls. Eine effektive Kühlung dieser Spulen ist notwendig, um Überhitzung zu vermeiden und die Langlebigkeit der Anlage sicherzustellen.
- Kühlung der Vakuumkammern: Während des Schmelzprozesses wird die gesamte Anlage unter Vakuum betrieben. Die Kühlung der Kammern sorgt dafür, dass die strukturelle Integrität gewahrt bleibt und keine Verformungen durch Hitze auftreten.
- Kühlung der Schmelztiegel: Die Schmelztiegel, in denen das Metall erhitzt wird, sind hohen Temperaturen ausgesetzt. Eine konstante Kühlung sorgt hier für eine gleichmäßige Temperaturverteilung und verhindert Materialschäden.
Die präzise Temperaturregelung durch die installierten Kaltwassersätze ermöglicht es, die Prozesseffizienz zu steigern und eine höhere Qualität der Endprodukte zu erzielen. Zudem wird durch die Nutzung der Reste von Gussteilen der Materialverbrauch optimiert, was die Wirtschaftlichkeit der Gesamtproduktion erhöht.
Anforderungen und Herausforderungen
- Hohe Kälteleistung zur Prozesskühlung erforderlich: 550 kW
- Möglichkeit zur Nutzung freier Kühlung bei niedrigen Außentemperaturen zur Reduzierung des Energieverbrauchs
- Robuste Bauweise für Außenaufstellung in einer industriellen Umgebung
- Einhaltung der Umweltstandards und Energieeffizienzanforderungen gemäß ERP EcoDesign-Verordnung
Gelieferte Komponenten
- 3 x Kaltwassersatz CWB225FC
- Pumpenstation mit Pufferspeicher 2500 Liter
- Doppelkreiselpumpen mit automatischer Pumpenwechselvorrichtung
Zubehör und Zusatzoptionen:
- Abnehmbare Luftfilter für Verflüssiger
- Schwingungsdämpfer zur Geräusch- und Vibrationsreduzierung
- Frostschutzheizung für den Pufferspeicher
Installation und Inbetriebnahme
Die Installation umfasste folgende Schritte:
- Montage: Installation der Kaltwassersätze und der Pumpengruppe auf einem Stahlgestell in 7 m Höhe.
- Verrohrung: Komplette Verrohrung zwischen den Kaltwassersätzen, der Pumpengruppe und dem Plattenwärmetauscher der Stahlschmelzanlage.
- Isolierung: Alle Rohrleitungen wurden mit Kälteschutzisolierung versehen, um Energieverluste zu minimieren.
- Inbetriebnahme: Durchführung einer Dichtigkeitsprüfung gemäß EN378 sowie die Erstellung eines Inbetriebnahmeprotokolls und Einweisung des Bedienpersonals.
Ergebnisse
- Energieeinsparung: Dank der freien Kühlung konnte eine erhebliche Reduzierung des Energieverbrauchs erreicht werden, insbesondere in den Wintermonaten.
- Optimierte Prozesskühlung: Die präzise Temperaturregelung der Kaltwassersätze sorgt für eine konstante Kühlung der Produktionsprozesse.
- Umweltfreundlichkeit: Durch die Nutzung des umweltfreundlichen Kältemittels R454B und die hohe Energieeffizienz erfüllen die Anlagen die strengen Vorgaben der EU-Ökodesign-Richtlinie.
- Lärmminderung: Durch den Einsatz von Schwingungsdämpfern und Schalldämmung konnte die Geräuschbelastung auf ein Minimum reduziert werden.
Fazit
Das Projekt Texmo Blank Germany GmbH zeigt, wie durch den Einsatz modernster Kältetechnik eine nachhaltige und energieeffiziente Lösung für industrielle Kühlprozesse geschaffen werden kann. Die gewählten Kaltwassersätze der Serie CWB225FC haben sich als optimal erwiesen, um sowohl den hohen Anforderungen an die Kälteleistung als auch den strengen Umweltauflagen gerecht zu werden. Die freie Kühlung sorgt für signifikante Energieeinsparungen, wodurch die Betriebskosten deutlich gesenkt werden konnten.
Kältemaschinen mit integrierten Freikühlregistern bieten eine innovative Lösung für industrielle Anwendungen, die eine effiziente Kühlung bei gleichzeitig minimalem Energieverbrauch erfordern. Diese Systeme nutzen die natürliche Kälte der Umgebungsluft, um den Bedarf an energieintensiver Kompressionskühlung zu reduzieren, was zu erheblichen Kosteneinsparungen führt. Freikühlung ist besonders effektiv in kühleren Klimazonen oder während der Wintermonate, wenn die Außentemperaturen niedrig genug sind, um die Kühlanforderungen teilweise oder vollständig zu erfüllen. Diese Technologie ist eine ideale Wahl für Unternehmen, die sowohl wirtschaftliche als auch umweltfreundliche Kühlmethoden suchen.
ZCF FC
Kompakte Kaltwassererzeuger mit integrierter Freikühlung
Die ZCF FC-Serie umfasst luftgekühlte Kältemaschinen mit einer Kühlleistung von 10 bis 84 kW. Diese Serie ist ideal für kleinere industrielle Anwendungen, bei denen kompakte und energieeffiziente Kühllösungen erforderlich sind. Die Geräte sind mit einem integrierten Freikühlregister ausgestattet, das die Nutzung der Außenluft zur Kühlung ermöglicht, wodurch der Energieverbrauch und die Betriebskosten erheblich gesenkt werden. Diese Kältemaschinen bieten eine hohe Zuverlässigkeit und Langlebigkeit, was sie zu einer ausgezeichneten Wahl für Anwendungen mit mittleren Kühlanforderungen macht.
CWB FC
Optimierte Kältemaschinen für industrielle Prozesse mit integrierter Freikühlung
Die CWB FC-Serie wurde speziell für industrielle Prozesse entwickelt und bietet Kältemaschinen mit einer Kühlleistung von 80 bis 240 kW. Diese Serie zeichnet sich durch die vollständige Trennung der Verflüssiger für die Kompressionskühlung und die Freikühlregister aus, was eine optimierte und effiziente Nutzung der verfügbaren Kältequellen ermöglicht. Die CWB FC-Serie ist ideal für Anwendungen, bei denen eine flexible Anpassung an wechselnde Umgebungsbedingungen erforderlich ist, und bietet erhebliche Energieeinsparungen durch den Einsatz von Freikühlung in den Wintermonaten.
IBR FC
Robust, Effizient und Zuverlässig: Industrielle Kaltwassererzeuger mit Free-Cooling
Die IBR FCSerie bietet leistungsstarke Kältemaschinen mit einer Kühlleistung von 208 bis 1102 kW, die speziell für große industrielle Anwendungen konzipiert sind. Diese Serie ist besonders effizient in kühlen Klimazonen, wo die Freikühlregister die Kühlung oft vollständig übernehmen können. Die Geräte sind robust und für den Dauerbetrieb unter extremen Bedingungen ausgelegt, mit mehreren unabhängigen Kühlkreisläufen, die eine hohe Betriebssicherheit gewährleisten. Diese Kältemaschinen sind ideal für kritische Anwendungen, bei denen eine konstante und zuverlässige Kühlleistung unerlässlich ist.
