R718-Einsatz am Siemens-Standort Cham

Quelle/Foto: Efficient Energy
Datum: 01.04.2020

Siemens-Standort ChamIn der heutigen Zeit werden rasante Fortschritte im Bereich der Energieträger und ihrer Systeme gemacht. Fast wöchentlich kommen neue vielversprechende Kältemittel auf den Markt, welche durch das sogenannte Phase down der F-Gase-Verordnung von 2015 hervorgerufen worden sind. Efficient Energy hat für sich eines der natürlichsten, sichersten und energetisch wertvollsten Kältemittel wiederentdeckt, welches lange Zeit im kleinen Maßstab als „nicht rentabel“ galt.


Ich selbst war sehr überrascht, als ich von Efficient Energy und ihrem neusten Produkt gehört habe. Anfang des Jahres 2018 wurde ich von Torben Eismann kontaktiert. Die Firma Siemens plante eine Erweiterung der Kaltwassererzeugung für ihre Produktionsprozesse in Cham. Hierzu sollte der bestehende Kaltwasser-Pufferspeicher bzw. die hydraulische Weiche an die zusätzlich geplante Kälteversorgung angeschlossen werden.

Der eChiller, Efficient Energys neuestes und innovativstes Produkt, konkurrierte dabei mit einer Geothermie-Anlage und sollte sich durchsetzen. Bei einem Vor-Ort-Termin mit Manfred Schmidt, dem zuständigen Energiemanager des Standorts Cham, und Torben Eismann von Efficient Energy konnte der eChiller gegenüber der Geothermie-Anlage in vielen Punkten überzeugen:

  • Enorm hohe Energieeffizienz und keine klimaschädlichen F-Gase im Einsatz
    im Vergleich zu herkömmlichen Kaltwassererzeugern.
  • Es waren keine kostspieligen Bohrungen notwendig.
  • Das gesamte Projekt war BAFA-förderfähig und senkte somit
    die Investitionskosten auf ein Minimum.
  • Geringe Wartungskosten bei äußerst hoher Betriebssicherheit durch die Verwendung hochqualitativer Komponenten in Verbindung mit „einfachem Leitungswasser“.
  • Der Return on Investment (RoI) konnte somit im Vergleich zur Geothermie sogar schon mittelfristig erreicht werden.

Umluftkühlung der Lötstraße auf +15°CEs versprach nicht nur für mich, sondern schlussendlich auch ein Pilot-Projekt für Siemens zu werden. Bei der Planung wurde großer Wert auf die exakte Auslegung der Rohrdurchmesser und Komponenten der hydraulischen Regelsysteme gelegt, um die Druckverluste im System so gering wie möglich zu halten und einen hohen Effizienzgrad im Betrieb ermöglichen zu können.

Die Verrohrung wurde in Edelstahl mit geschweißten Muffenverbindungen ausgeführt und auf der Kaltwasserseite mit Armaflex-Schläuchen isoliert, um maximale Ausfallsicherheit und Schutz vor auftretendem Schwitzwasser bei allen Betriebszuständen bieten zu können. Die Armaflex-Isolierung bietet nicht nur ausgeprägte Verarbeitungsmöglichkeiten, sondern auch eine lange Produktlebensdauer.

Pumpen der UmluftkühlungIm Primär- und Sekundärkreislauf wurden Grundfos TPE-Pumpen mit integrierten Drehzahlreglern in redundanter Ausführung eingesetzt. Die hierfür benötigten Schaltungen wurden zum damaligen Zeitpunkt in einem separaten Schaltschrank untergebracht. Efficient Energy hat den Bedarf solcher Systeme erkannt und bietet ein Pumpenhydraulikmodul an, dass keine Wünsche mehr offen lässt. Durch die eingebaute Differenzdruck-Steuerung können die Frequenzumrichter der jeweils aktiven Pumpen sich selbständig und optimal an den Betriebszustand anpassen.

Damit diese Regelung so effizient wie möglich ausgeführt werden kann, ist es nicht nur wichtig, den hydraulischen Abgleich einzustellen, sondern diesen auch langfristig zu überwachen und im besten Fall automatisch anzupassen. In diesem Bereich wurde auf eine Innovation aus dem Hause Belimo gesetzt. Durch den elektronischen Belimo-Regelkugelhahn (EPIV) und seine speziell ausgelegten Regelparameter in Verbindung mit seinem präzisen Durchflussfühler wird eine effiziente Leistungsregulierung bei optimalem Systemeinsatz gewährleistet. Darüber hinaus ist das EPIV ein elektronisches Regel- und Absperrventil in einer Einheit und somit nahezu kostenneutral gegenüber den herkömmlichen Einzel-Ventilen.

Angrenzender Maschinenraum der eChillerDas elektrisch geregelte Sauter 3-Wege-Regelventil konnte mit seinen geringen Druckverlusten bei exaktem und zuverlässigem Regelverhalten in Verbindung zur eChiller-Ansteuerung zu einem äußerst effizienten Betrieb beitragen.

Der Güntner V-Block-Rückkühler mit EC-Ventilatoren bot ein hervorragendes Zusammenspiel mit dem eChiller „Free-Cooling Mode“ um höchste Leistungskennzahlen bei minimalem Platzverbrauch erreichen zu können. Die externe Sollwertvorgabe der eChiller wurde mit der Güntner-Steuerung verbunden und konnte somit die herausragenden Leistungen dieser Steuereinheit an die jeweils aktuellen Betriebsparameter anpassen. Durch die geringe Außen-Aufstellfläche der V-Block-Reihe und der angepassten Rohrverlegung konnte die Grünanlagenpflege auch weiterhin problemlos durchgeführt werden.

Technische Details zu diesem Projekt:

  • Kältemittel R718 (Wasser)
  • Kälteleistung 2 x 32kW
  • Solltemperatur Kaltwasserseite: 22/17°C
  • Rückkühlkreis: Ethylenglycol Sole 34%

 

Seit Oktober 2018 ist die Anlage in Betrieb und gewann durch ihre hohe Energieeffizienz und Innovation die Aufmerksamkeit der Medien: Das ZDF hat 2019 einen Beitrag über den eChiller1 verfasst, der in der Sendung „Planet e.“ Anfang Dezember ausgestrahlt wurde. Darin ging es unter anderem auch um die kaum beachtete Klimarelevanz von Kühlungen und Klimatisierungen.

Die gemeinsame Arbeit mit Efficient Energy an diesem Projekt verlief nicht nur reibungslos, sondern zeichnete sich durch ein hohes Maß an Professionalität aller Beteiligten und ihre zukunftsorientierte Einstellung aus.

1 https://efficient-energy.de/zdf-dreht-umwelt-doku-ueber-den-echiller/

Weitere Quellen: https://efficient-energy.de/referenzen/siemens-ag-cham/

Stefan LuberStefan Luber,

Kälteanlagenbauermeister und Geschäftsführer der Industrial Cooling Solutions GmbH

StandortCham

 

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