Abwärme für Heizung und Kälte

Prozesskühlung und Stromerzeugung für Spritzgussmaschinen

Seit Mai 2013 profitiert die Firma TRANSpofix an ihrem Hauptsitz zwischen Nürnberg und Regensburg von ihrer Anlage zur Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung (KWKK). Das Unternehmen produziert eigenen Strom mit der Hilfe von drei Blockheizkraftwerken und verwendet die dabei anfallende Abwärme für Heizung und Kälteerzeugung.

Als innovatives Unternehmen, das sich auf die Fertigung von hochmodernen Transportsystemen und die dazugehörigen Plastik- und Aluminiumteile (dickwandige Polyethylene) spezialisiert hat, war es für die Firma TRANSpofix fast selbstverständlich, auch eine effiziente Haustechnikanlage zu verwenden. Nach eingehender Planung einigten sich Willibald Hergeth, Geschäftsführer der TRANSpofix GmbH, und Andreas Stephan, Juniorchef der Stephan Heizungsbau GmbH, auf eine Kombination von SenerTec-Blockheizkraftwerk (www.senertec.de) und InvenSor-Adsorptionskältemaschinen. Die von der Berliner Firma InvenSor (www.invensor.de) entwickelten Kältemaschinen wurden für ihre Effizienz bereits mehrfach ausgezeichnet. Sie nutzen die Abwärme von drei bei TRANSpofix installierten BHKW als Antriebsenergie, um daraus Kälte zu produzieren. Derartige Anlagen sind inzwischen z.B. bei der Kühlung von Serverräumen Stand der Technik und auf dem Vormarsch auch in Anwendungen der industriellen Kunststofffertigung.

Abwärme als Antriebsenergie

Die installierten BHKW erzeugen den Strom für die komplette Hauptniederlassung der TRANSpofix in Berching und den Betrieb der Spritzgussmaschinen (SGM) zur Teilefertigung. Die erzeugte Abwärme wird als Antriebsenergie an die drei Adsorptionskältemaschinen (AdKM) geleitet. Überschüsse werden im Winter zur Gebäudeheizung genutzt. Die thermisch angetriebenen Kältemaschinen können mit minimalem Einsatz von elektrischer Energie aus Abwärme Kälte erzeugen. Als umweltfreundliches Kältemittel verwenden sie reines Wasser und haben damit einen zusätzlichen großen Vorteil für die Umwelt gegenüber den vorher verwendeten Kompressionskältemaschinen.

Maschinen- und Bürokühlung

Die drei Adsorptionsmaschinen vom Typ „LTC 10 plus“ (Low Temperature Chiller) arbeiten bei TRANSpofix mit einer kombinierten Kälteleistung von 24 kW. Damit werden nicht nur die Spritzgussmaschinen gekühlt, sondern im Sommer auch die komplette Bürofläche (circa 900 m²) des Unternehmens. Bei ausreichend kalten Außentemperaturen werden die Produktionsmaschinen im Winter mit Hilfe der integrierten Free-Cooling-Funktion gekühlt, so dass die Abwärme der BHKW für die Heizung zur Verfügung steht: Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung in vollendeter Form. Die produzierte Kälte wird in Form von Wasser in die Produktion geleitet und dort zur Abkühlung der geformten Kunststoffteile verwendet. Durch die ganzjährige Nutzung der drei BHKW und der AdKM erzielt dieses System einen sehr hohen Nutzungsgrad und kommt auf eine statische Amortisation von knapp fünf Jahren für die gesamte KWKK-Anlage – für industrielle Großanlagen ein ansprechend niedriger Wert.

Die Erwartungen des Geschäftsführers der TRANSpofix GmbH, Willibald Hergeth, wurden sogar übertroffen: „Ich muss wirklich sagen, dass die Einsparungen bis jetzt immens sind. Alle Komponenten der KWKK-Anlage harmonieren wunderbar und wir hatten bis jetzt quasi keine Downtime“.

Großer Warmwasser-Pufferspeicher

Im gleichen Raum wie die drei AdKM steht ein Warmwasserpufferspeicher mit 3500  Liter Fassungsvermögen, welcher die Wärme vorhält, die nicht direkt in die Gebäudeheizung oder zum Antrieb der AdKM fließt. Das Gleiche gilt für die Kälteseite: Hier installierte man einen Kaltwasserpufferspeicher mit 2000 Liter Fassungsvermögen, um bei einer hohen Anforderung Kaltwasser nachzusteuern. Beide Puffer werden über Pumpen bedarfsgerecht gesteuert, sodass nie ein Engpass entstehen kann.

Die Inbetriebnahme der BHKW wurde von Stephan Heizungsbau im Dezember 2012 durchgeführt, die AdKM wurden im Mai 2013 dazugebaut. Andreas Stephan zeigt sich sehr zufrieden mit dem Gesamtsystem: „Die Installation verlief reibungslos und die ersten Daten bestätigen die immense Effektivität. Da wir auch die Abwärme der BHKW ausnutzen, verringert sich die Amortisationszeit der Gesamtanlage noch einmal um ein gutes Stück. Ich bin überzeugt, dass man diese Art von KWKK-Anlage im Spritzgussbereich noch öfter sehen wird. Die Zusammenarbeit mit der InvenSor GmbH war sehr professionell und wir werden diese noch forcieren“. Stephan geht von einer jährlichen Laufzeit für die drei BHKW von circa 7500 Stunden aus.

Um das KWKK-System auch in einer neuen Produktionshalle nutzen zu können, installierte Herr Stephan bereits Anfang November 2013 ein viertes BHKW, damit auch hier Strom und Wärme kostengünstig produziert werden kann.

Anwenderfreundliche Kältemaschine

Die Adsorptionsmaschinen gehören zu den anwenderfreundlichsten Geräten auf dem Markt. So lassen sich Zieltemperaturen für Kaltwasser und für den Rücklauf im Antriebskreislauf über das mehrsprachige farbige Touch-Display sehr einfach einstellen. Auch die Nutzung als Wärmepumpe ist schon vorbereitet und kann am Gerät aktiviert werden. Mit der bereits integrierten Hydraulik können Fachleute und Planer ihre speziellen Lösungen wie z.B. Nutzung von Freier Kühlung an kalten Tagen umsetzen, ohne die Komplexität und damit Fehleranfälligkeit der Gesamtanlage wesentlich zu erhöhen. Der leicht zu bedienende Inbetriebnahmemodus, die automatische Betriebsoptimierung und die standardmäßig vorhandene Internet-Schnittstelle machen die Geräte von InvenSor zu Plug&Play-Geräten, die selbst mit geringen Vorkenntnissen sehr gut zu bedienen sind.

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