Prozessanforderungen: Kühlung bei hohen Temperaturen und hohe Präzision

Beim Beschichtungsprozess werden die Verbindungselemente auf etwa 250 °C erhitzt, damit die Beschichtungsmaterialien mit der Oberfläche der Verbindungselemente verschmelzen. Anschließend erfolgt ein Abkühlen und Schmieren im Wasserbad auf rund 100 °C, um das Aneinanderhaften der Bauteile zu verhindern und die Weiterverarbeitung zu beschleunigen.

Die zur Erwärmung notwendige thermische Energie wird durch Induktion erzeugt – bereitgestellt durch Induktionsgenerator und -schleife. Beide Komponenten benötigen eine konstante Wasserkühlung mit einer Vorlauftemperatur von exakt 25 °C. Schwankungen würden die Prozesssicherheit und Beschichtungsqualität unmittelbar beeinträchtigen.

Ausgangslage: Dezentral, ­ineffizient und belastend für die Produktion

In der Beschichtungsproduktion von ­Prelok führte die bisherige dezentrale Kälteerzeugung zunehmend zu Problemen. Jede Anlage verfügte über ein eigenes luftgekühltes Kühlaggregat, das direkt in der Produktionshalle installiert war. Diese Konstruktion sorgte dafür, dass die Abwärme in die Halle abgegeben wurde und sich die Umgebungstemperaturen insbesondere im Sommer stark erhöhten. Die warme Hallenluft wurde zudem von den Aggregaten angesaugt, was nicht nur die Luftqualität beeinträchtigte, sondern auch den Wirkungsgrad verschlechterte und den Wartungsaufwand deutlich erhöhte. Hinzu kamen der hohe Platzbedarf der Kaltwassersätze, die fehlende Möglichkeit zur Nutzung freier Kühlung sowie ein insgesamt ungünstiger COP infolge zu hoher Kühllufttemperaturen. Die Kombination dieser Faktoren belastete nicht nur den Energieverbrauch erheblich, sondern verschlechterte auch die Arbeitsbedingungen und führte immer wieder zu unnötigen Betriebsunterbrechungen.

Spezielle Anforderungen an die neue Lösung

Für die Modernisierung der Kühltechnik definierte Prelok klare technische Parameter. Das neue System sollte eine Kälteleistung von 122 kW bereitstellen, den Verbraucherkreislauf mit Wasser versorgen und mit Ein- und Austrittstemperaturen von 25 °C beziehungsweise maximal 30 °C arbeiten. Gleichzeitig musste die Anlage auch bei Umgebungstemperaturen bis 40 °C zuverlässig funktionieren.

Neben diesen Leistungsdaten standen Flexibilität, einfache Bedienbarkeit und eine deutliche Steigerung der Energieeffizienz im Mittelpunkt. Da vor Ort kein spezialisiertes Kältepersonal zur Verfügung steht, war eine intuitive, robuste und klar visualisierte Steuerung ebenso entscheidend wie die Möglichkeit, zentrale Sollwerte einheitlich für das gesamte Ringleitungssystem vorzugeben. Darüber hinaus wurde ein sicherer Fernzugriff gewünscht, um Service, Dia­gnose und Wartung effizient durchführen zu können.

Auch der Aspekt der Energieeinsparung spielte eine wichtige Rolle, da das Unternehmen beabsichtigte, BAFA-Fördermittel nach Modul 4 zu nutzen, die Maßnahmen zur energetischen Optimierung von Kälte- und Kühlsystemen unterstützen.

Die Lösung: Effizient, modular und nachhaltig

MTA entwickelte auf dieser Basis eine Lösung, die alle Anforderungen vollständig erfüllte. Herzstück der neuen Zentralanlage ist ein Kaltwassersatz vom Typ „TAE G 402“, der mit dem Low-GWP-Kältemittel R454B betrieben wird und damit die Voraussetzungen für eine förderfähige, nachhaltige Technologie erfüllt. Ergänzt wird er durch ein Freikühlmodul „FC4TAE 802“, das bei niedrigen Außentemperaturen einen erheblichen Teil der Kälteerzeugung ohne Verdichterbetrieb ermöglicht und so deutliche Energieeinsparungen erzielt.

Für den sicheren und stabilen Anlagenbetrieb sorgen Glykol- und Ölprotektoren, eine integrierte Sicherheitssteuerung sowie ein Hydraulikmodul mit Plattenwärmeübertrager zur Systemtrennung, Doppel-Pumpe, Expansionsgefäß und Pufferspeicher.

Die gesamte Anlage wird über eine Siemens-SPS gesteuert, deren Visualisierung über ein 7-Zoll-Touchpanel erfolgt. Die einheitliche Sollwertvergabe für das komplette Ringleitungssystem ist damit ebenso gewährleistet wie die Möglichkeit eines netzwerkbasierten Fernzugriffs.

MTA führte darüber hinaus alle Verrohrungsarbeiten bis zum kundenseitigen Leitungssystem durch und stellte sicher, dass sämtliche Komponenten optimal aufeinander abgestimmt sind.

Umfassender Liefer- und ­Leistungsumfang

Der Liefer- und Leistungsumfang umfasste das vollständige Basic- und Detail-Engineering, die Bereitstellung sämtlicher Systemkomponenten sowie die Installation einer schlüsselfertigen Anlage, abgesehen von der Elektroinstallation. Nach Inbetriebnahme und einer umfassenden Funktionsprüfung erhielt Prelok eine vollständig integrierte, betriebssichere Kühllösung aus einer Hand.

Ergebnis: Zukunftssichere ­Kühltechnik für optimale ­Produktionsbedingungen

Mit der neuen zentralen Kühltechnik konnte Prelok die Energieeffizienz und die Bedingungen in der Produktion deutlich verbessern.

Die Nutzung der Freikühlfunktion reduziert den Energiebedarf spürbar, während die intuitive Siemens-SPS-Steuerung einen zuverlässigen und einfach zu handhabenden Betrieb ermöglicht. Gleichzeitig steigen Prozesssicherheit und Anlagenverfügbarkeit, was in einem hochsensiblen Produktionsumfeld von zentraler Bedeutung ist.

Durch die Modernisierung ist das Unternehmen technisch und energetisch zukunftssicher aufgestellt und kann seine hohen Qualitätsstandards dauerhaft gewährleisten.