Luftgekühlter Kaltwassersatz mit Freikühlfunktion

Kältetechnik im Zementwerk Holcim

Gerade in der Zementherstellung werden aufgrund der hohen erforderlichen Temperaturen große Mengen an Energie benötigt. Dies gilt auch für das Zementwerk Holcim in Baden-Württemberg. Ein Kaltwassersatz leistet bei der Kühlung in der Produktion einen wichtigen Beitrag.

Das Zementwerk Holcim im baden-württembergischen Dotternhausen beschäftigt rund 247 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter und bietet eine breite Produktpalette an verschiedensten Zementen. Eine Besonderheit in diesem Industriezweig stellen die Spezialbindemittel und geotechnischen Bindemittelsysteme für unterschiedlichste Anforderungen des modernen Erd- und Grundbaus dar. Der Standort Dotternhausen birgt mit seinem großen Vorkommen an Ölschiefer, das mineralisch und energetisch genutzt wird, einen beachtlichen Vorteil. Das rund 180 Mio. Jahre alte Juragestein bietet eine einzigartige Grundlage für die Zementherstellung bei gleichzeitiger Energiegewinnung. Bei der Herstellung von gebranntem Ölschiefer wird die Abwärme zur Erzeugung von Strom genutzt, was den elektrischen Energiebedarf des Werks vollständig abdeckt.

 

Hohe Anforderungen an Kühlleistung und Sicherheit ...

In Server- und Traforäumen setzt das Unternehmen schon seit Längerem auf Techniklösungen von Daikin. Seit 2016 wird nun auch die Eigenwärme, die die Zementmühle im Betrieb bei der Mahlung an Antrieben, Lagerungen und am Hydraulikkreislauf entwickelt, mit einem Kaltwassersatz von Daikin neutralisiert. Zusätzlich werden die Kompressoren in der zentralen Druckluftstation gekühlt. Diese Einsatzgebiete stellen hohe Anforderungen an die Leistung des Geräts, da das Material davor im Drehofen auf 1.400 °C erhitzt wird. Die neue Anlage dient als Erweiterung der bestehenden Kaltwasseranlage von Carrier, die mit 930 kW an ihre Leistungsgrenze gekommen ist. So wird das nötige Maß an Sicherheit bei immer mehr zu kühlenden Kompressoren weiterhin gewährleistet. Gerade im Sommer war die Freikühlung des bestehenden Kaltwassersatzes nicht in der Lage, den Produktionsprozess zu sichern. Der luftgekühlte Kaltwassersatz mit Freikühlfunktion aus der Daikin-Serie „Ewad~C“- schafft mit einer Gesamtleistung von 1.200 kW Abhilfe. Damit wird eine Redundanz für das Zementwerk geschaffen, die sogar noch Reserven birgt. Dank der Daikin „VVR“-Technologie (Variable Volume Ratio) wird unabhängig von Außenluft- oder Kühlwassertemperatur der effizienteste Weg der Kompression im Verdichter gefunden. Dieser Technologie-Fortschritt schafft ein variables Volumenverhältnis, das bei unterschiedlichen Lastanforderungen den Druck des Kältemittels zum Ende der Kompression regelt, um eine Über- bzw. Unterkompression und damit eine unmittelbar im Zusammenhang stehende Einbuße des Wirkungsgrades zu verhindern. Zusätzlich erfüllt die Anlage die speziellen Anforderungen, die die Kühlung von Zementmühlen mit sich bringen: Das hohe Zement- und Kalkstaub­aufkommen im Werk setzt eine leichte und effektive Reinigung voraus. Feuerverzinktes Stahlblech sorgt dafür, dass der Rahmen bei jeder Witterung vor Korrosion geschützt ist. Die Produktionssicherheit, und damit die Verfügbarkeit von Ersatzteilen, steht für die Betreiber des Zementwerkes an erster Stelle. Denn ohne Kühlung kommt die komplette Produktion zum Stillstand, was mit außerordentlich hohen Kosten verbunden ist. Der Null-Fehler-Grundsatz von Daikin stellt den fehlerfreien Betrieb sicher. Die Geräte sind mit modernsten Daikin-Technologien wie VVR, Inverter-Schraubenverdichtern und Kondensatoren ausgestattet und werden werkseitig geprüft.

 

… und an die Montage

Der verantwortliche Kälte- und Klimaanlagenbauer-Fachbetrieb Henne GmbH achtet bei seinen Installationen besonders auf einen effizienten Umgang mit den Rohstoffen. Die Tätigkeitsschwerpunkte des Unternehmens liegen in den Bereichen Gewerbekälte, Prozesskühlung, Industriekälte, Klimatisierung, Wärmepumpen und Energieeffizienz. Der Einbau der Anlage fand unter erschwerten Bedingungen statt. Für die Einbindung des Kaltwassersatzes hatten die Techniker einen Zeitraum von nur drei Stunden zur Verfügung. Bei längerem Stillstand schalten sich die Druckluftkompressoren wegen Überhitzung aus. Dies führt dazu, dass der Betrieb zum Stillstand kommt, da die Anlagen ohne Druckluft nicht arbeiten können. Diese hohen Anforderungen konnten auch dank der Plug & Play-Lösungen, die Daikin für seine Systeme anbietet, erfüllt werden, da die Geräte komplett betriebsfertig geliefert werden und sofort eingebaut werden können.

Reduktion von CO2-Emissionen im Zementwerk

Zement ist als Bindemittel für Beton aus unserem Leben nicht mehr wegzudenken. Ob in Straßen, Fabrik- und Bürogebäuden oder in Wohnhäusern. Holcim setzt auf Zement- und Bindemittelrezepturen aus gebranntem Ölschiefer, wodurch eine CO2-reduzierte Produktion von Zementen und Bindemitteln möglich ist. Bei der Produktion von Klinker werden aufgrund der hohen erforderlichen Temperaturen beim Brennen des Kalkgesteins große Mengen an Energie benötigt. Der Produktionsprozess lässt sich hinsichtlich des Energiebedarfs nur schwer optimieren. Dennoch möchte Holcim seiner Umweltverantwortung gerecht werden, indem der Einsatz von energieeffizienten Anlagen die oberste Priorität hat. Bestehende Anlagen werden zielgerichtet umgerüstet, während bei Neuinvestitionen besonderes Augenmerk auf die Effizienzsteigerung gelegt wird. Die Kaltwassersätze von Daikin zeichnen sich durch ein optimales Betriebsverhalten und einen optimalen Energieverbrauch aus. Dank der Invertertechnologie ist der Betrieb des Geräts in Teillast besonders effizient. Im Betrieb kommt das Kältemittel R134a zum Einsatz, das mit einem GWP von 1.430 ein relativ geringes Treibhauspotenzial aufweist, verglichen mit anderen Kältemitteln. Die Füllmenge für die verbaute Anlage beträgt 188 kg.

 

Intelligente Tools – von der Auslegung bis zum Monitoring

Die webbasierte Auslegungssoftware „Chiller Selection Software web“ (CSS web) von Daikin erleichterte die Planung und Spezifizierung des passenden Kaltwassersatzes bei Holcim. Der ausgegebene technische Bericht enthält alle wichtigen Betriebsdaten mit praktischen Kerndaten der zu realisierenden Anlage. Durch eine übersichtlich gestaltete Oberfläche lässt sich das bereits erstellte Konzept intuitiv und einfach generieren, was den Zeitaufwand deutlich reduziert. Das Ergebnis ist ein optimal auf die Gegebenheiten ausgelegtes Gesamtsystem mit nützlichen Hinweisen für weitere Installationsschritte. Um die betriebsrelevanten Daten überwachen und auswerten zu können und die Resultate daraus ökologisch sowie ökonomisch einsetzen zu können, ist die Anlage auf die Gebäudeleittechnik aufgeschaltet. So können alle Werte von einem zentralen Leitstand aus eingesehen werden.

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