Absorptionskälteanlage kühlt mit Kompressorabwärme
Energieeffiziente Prozesskühlung mit Absorptionskälte und Freikühlung
Aus bislang ungenutzter Abwärme wird bei der Zecher GmbH in Paderborn wertvolle Kälte für die Produktion erzeugt. Mit einer Absorptionskälteanlage setzt das Unternehmen auf ein innovatives Energiekonzept, das Wirtschaftlichkeit, Energieeffizienz und Nachhaltigkeit miteinander 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. Beim Betrieb dieser Anlagen entsteht eine große Menge Abwärme. Diese wurde bisher bereits über eine Wärmerückgewinnung teilweise zur Beheizung von Gebäuden genutzt. Während der Sommermonate konnte jedoch ein erheblicher Teil dieser Energie nicht verwendet werden.
Gleichzeitig benötigen die Laseranlage zur Gravur der Rasterwalzen eine zuverlässige Kühlung. Diese 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.
Abwärme sinnvoll nutzen und Stromverbrauch senken
Gemeinsam (Bild 1) mit der W. Baelz & Sohn GmbH und dem Druckluftkompressoren-Händler Ullner und Ullner GmbH wurde ein Energiekonzept entwickelt, das die vorhandene Abwärme ganzjährig nutzbar macht. Herzstück der Anlage ist die Absorptionskälteanlage „Biene“ von Baelz [1].
Die thermisch angetriebene Anlage nutzt die Abwärme der Druckluftkompressoren 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. 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 lediglich noch als Redundanz- beziehungsweise Spitzenlast-System zur Verfügung.
Sommer- und Winterbetrieb der „Biene“
Im Sommerbetrieb nutzt die „Biene“ (Bild 2) die gesamte verfügbare Kompressorabwärme 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.
Energieeffizienz mit nachhaltiger Wirkung
Mit der Absorptionskälteanlage nutzt Zecher eine Energiequelle, die bisher nur teilweise verwendet werden konnte. Aus überschüssiger Kompressorabwärme wird nun effizient Kälte für die Produktion erzeugt.
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.
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 die Zecher GmbH dabei nicht nur bei der technischen Konzeption der Anlage, sondern unterstützte das Unternehmen auch bei der Antragstellung des Förderverfahrens.
Fazit
Das Projekt zeigt, wie industrielle Abwärme durch intelligente Energiekonzepte zu einem wertvollen Energieträger werden kann. Mit der gemeinsam mit Baelz und Ullner & Ullner realisierten Lösung setzt die Zecher GmbH ein starkes Zeichen für einen nachhaltigen, ressourcenschonenden und zukunftsorientierten Produktionsbetrieb.
Literatur
[1] Fleißige Hummel kühlt mit Kompressorabwärme – cav 04-2025, S. 34-35
