Energie für Entwicklungen statt zum Beheizen nutzen

„Wir setzen uns gegenüber dem Wettbewerb der Spritzgießer beispielsweise mit eigenen Entwicklungsleistungen, komplexen Montagen und Bearbeitungen sowie sehr kurzen Projektlaufzeiten ab. Aber trotzdem wollten wir die Kosten auf das Minimum drücken, und dazu gehören bei uns ganz klar die Energiekosten“, erklärt Hendrik Baukloh die Schwerpunkte. Er ist nicht nur Leiter der Qualitätssicherung bei Goletz, sondern auch Projektleiter für das Thema Energieeffizienz.

Rund 40 Spritzgießmaschinen zwischen 250 und 8000 kN, fünf Laser-Bearbeitungsanlagen, mehrere Tampondrucksysteme und eine Flachbettlackieranlage bilden heute die Eckpunkte der Produktion. Spezialitäten sind das Verarbeiten strahlenvernetzbarer, galvanisch zu veredelnder Werkstoffe, Hart-Weich-Verbindungen und die Verarbeitung von Inserts. Typische Aufträge sind Entwicklung und Produktion multifunktionaler „Funkschlüssel“ einschließlich Ultraschallschweißen für die Autoindustrie, aber auch die Start/Stopp-Tasten für alle BMW, für Rolls-Royce, Maserati und andere Edelschmieden. Überwiegend kleine Losgrößen, aber auch große Serien mit 45.000 Stück pro Woche verlassen das Werk. Größere Komponenten sind beispielsweise Gehäuse für Kfz-Diagnoseeinheiten in den Werkstätten.

Mit der Kühlung heizen

Bereits in einer frühen Phase der Bauplanung wurden mit Architekt und gwk die Möglichkeiten der optimalen Energienutzung eruiert, die schließlich in eine gwk-Projektstudie mündeten. Im Kern ging es schließlich darum, die Maschinen- und Werkzeugkühlung optimal zu gestalten und alle weiteren Maßnahmen wie die Wärmerückgewinnung und -verwertung daraus abzuleiten. In den beiden alten Produktionsstätten gab es jeweils eine Ein-Kreis-Kühlanlage für die Werkzeuge und Spritzgießmaschinen mit einer Kältemaschine. Die Heizungsanlage war gasbetrieben. Auf Basis der Projektstudie wurden mehrere alternative Lösungen mit ihren zu erwartenden Investitions- und Betriebskosten gegenübergestellt.

Im Ergebnis stellte sich der Einsatz einer Zwei-Kreis-Kühlanlage mit Energiespar-Kühler Typ Hermitcool Hybrid, mit einem „Werkzeugkreis“ und einem „Hydraulikkreis“ als rechnerisch günstigste Variante dar. Der Werkzeugkreis arbeitet mit 15 Grad Vorlauftemperatur, erzeugt aus der Kältemaschine mit Sparkühler-Unterstützung. Die Hydraulikkühlung mit 30 Grad Vorlauftemperatur arbeitet ausschließlich mit dem Energiesparkühler, kommt also ohne Kältemaschineneinsatz aus. Die Abwärme der Hydraulik- und Werkzeugkühlung wird über eine Wärmerückgewinnung zur Beheizung von Halle und Büroräumen genutzt. Die Heizenergie wird ganzjährig ausschließlich aus der Abwärme gewonnen.

Damit das sicher auch in extremen Frostperioden funktioniert – und mit denen ist im Bergischen Land regelmäßig zu rechnen – wurde ein echter Kunstgriff vorgenommen: Die aus statischen Gründen ohnehin recht massive Bodenplatte des Gebäudes dient als überdimensionaler Wärmespeicher. Hier wurden rund 23.000 Meter Fußbodenheizung verbaut. Während des üblichen Betriebs wird die gesamte Platte aus der Abwärme bis auf einen voreingestellten Wert aufgeheizt, bei dauerhaft niedrigen Außentemperaturen kann dieser Puffer über längere Zeit genutzt werden.

Zwei Kühlkreisläufe wurden gewählt, um das Kühlwasser nicht komplett auf den niedrigen Wert herunter kühlen zu müssen. Der dazu notwendige Energieeinsatz wird ohne Verlust an Leistungsfähigkeit der Anlage komplett eingespart.

Was unter dem Strich steht

Stichwort Sparen: „Natürlich wollen wir dem Umweltgedanken Rechnung tragen, aber jede Investition muss sich auch rechnen, und zwar in einem sehr überschaubaren Zeitrahmen“, bekräftigt Hendrik Baukloh. „Bei Datenerhebung und Vergleich der Technologien haben wir mit gemessenen Werten aus dem laufenden Betrieb gerechnet. Um es vorweg zu nehmen: Im Vergleich der Jahre 2008 (alte Situation) und 2009 (im Neubau) lagen die Energiekosteneinsparungen für elektrischen Strom und Gas bei rund 126.700 Euro. Die Heizkosten sanken um 100 Prozent, der Stromverbrauch um 66 Prozent.“

In dieser Rechnung spielen natürlich auch Effekte wie die erheblich besser isolierte Gebäudehülle und andere eine maßgebliche Rolle. Vorab wurde im Projekt deshalb ein direkter Vergleich der nun realisierten Lösung mit konventionellen Techniken hinsichtlich Maschinenkühlung und Gebäudebeheizung unter gleichen Bedingungen im neuen Gebäude angestellt: Ausgehend von Preisen von 0,12 €/kWh für elektrischen Strom und 0,432 €/kWh für Gas ergaben sich Energiekosten-Einsparungen von rund 73.500 Euro jährlich. Die Investitionskosten der Kühlanlage liegen mit 225.000 Euro etwa 55.000 Euro über der einer konventionellen Lösung, andererseits wird die Heizungsanlage mit geschätzten 30.000 Euro komplett eingespart. In der Summe ergibt das ein um rund 25.000 Euro höhes Investitionsvolumen. Der höhere Invest dürfte sich also in weniger als einem halben Jahr (!) rechnen. „Es gibt wohl nicht viele Möglichkeiten im Unternehmen, das Geld besser zu investieren“, so der lakonische Kommentar von Hendrik Baukloh. Beeinflusst werden die Kosten der Maschinenkühlung auch von der Wasserqualität in den Kreisläufen und vom eingesetzten Kältemittel. In dieser Installation sorgt eine Wasseraufbereitungsanlage für konstant gute Bedingungen, um Ablagerungen und Korrosion sicher zu vermeiden. Das Kältemittel R134a arbeitet auch bei Außentemperaturen bis 45 Grad Celsius und sorgt so für Prozesssicherheit.

„Unsere Energie und unser Geld stecken wir lieber in kreative Produkte und eine effiziente Produktion als sie dem Gasversorger oder Öllieferanten zu überwiesen. Auch das ist ein nachhaltiger Beitrag, um am Standort Deutschland langfristig wettbewerbsfähig produzieren zu können“, bringt Hendrik Baukloh die Richtlinien der Investitionspolitik des Unternehmens Goletz auf den Punkt.

K 2010, Halle 10, Stand J39