Kälte mit geringeren Kosten

Deutsche Rohrextrusion investiert in Kältetechnik

In der energieintensiven Kunststoffextrusion ist jede Möglichkeit willkommen, Stromverbrauch und Betriebskosten im Zaum zu halten. Eine wichtige Stellschraube bietet die Kältetechnik: Mit dem richtigen System lassen sich erhebliche Einsparungen erzielen. Das nutzt die DRS Deutsche Rohrwerke Sachsen in Bautzen. Hier brachte ein umfangreiches Expansionsprojekt weiteren hohen Kältebedarf mit sich. Diesen deckt jetzt eine effiziente Container-Kühlanlage.

Kälte-Container und Trockenkühler finden geschützt zwischen den Materialsilos auf dem DRS-Außengelände Platz. © Reisner

Für die DRS fügten sich 2019 mehrere günstige Ereignisse, so dass der Rohrhersteller seine Produktion schließlich mehr als verdoppelte. Für die atemberaubende Entwicklung nennt Geschäftsführer Andreas Seibel einige Fakten: Hatte das Unternehmen zuvor sechs Extrusionslinien mit je 300 bis 400 Kilogramm in der Stunde Ausstoß betrieben, sollten nun sechs neue Linien mit jeweils 900 bis 1000 Kilogramm dazukommen. Auch um eine neue Spritzgießmaschine mit 2000 Kilonewton Schließkraft und eine Regranulierungsanlage wurde der Maschinenbestand erweitert.

Noch während der Verhandlungen um die neuen Kundenaufträge startete die DRS ihre Suche nach Partnern für die Umsetzung der Expansion. Die räumliche Situation ließ sich kurzfristig klären, weil die Bautzner ein benachbartes Grundstück samt passender Gewerbeimmobilie übernehmen konnten. Die bestehende Kältetechnik hätte die neue Produktion allerdings auf keinen Fall versorgen können. Andreas Seibel. kannte Reisner-Kältesysteme bereits von früheren beruflichen Stationen, sowohl aus Nutzersicht als auch über Empfehlungen seiner Kunden. "Wir hatten hohe Anforderungen an die Kältetechnik. Bei den Dimensionen und der absehbar komplizierten Terminlage waren uns auch die Beratung, die Konzeption und letztlich die Projektabwicklung wichtig."
Das Reisner-Konzept hat Seibel in mehrfacher Hinsicht überzeugt: "Reisner konnte eine konkurrenzlos kurze Lieferzeit realisieren. Zur Inbetriebnahmephase unserer neuen Produktionsanlagen stand das neue Kältesystem noch nicht zur Verfügung, aber hier hat Reisner mit einer Leihanlage ermöglicht, dass wir die neuen Kunststoffverarbeitungslinien gründlich testen und einrichten konnten. Auf die turbulente Situation mit wechselnden Anforderungen hatte sich auch Reisner-Vertriebspartner Jurke Engineering eingestellt.

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Maßgefertigte, große Tanks halten das Kühlwasser vor. Die Verrohrung wurde auf dessen Wunsch mit kundeneigenem Material durchgeführt. © Reisner

Leistung zuschalten, Energie sparen
Den Ausschlag gab allerdings das Energiesparkonzept. Es fußt unter anderem darauf, dass die neue DRS-Produktion zwar viel Kälteleistung benötigt, aber nicht immer mit Volllast versorgt werden muss. Das maßgeschneiderte Kältesystem setzt sich deshalb aus drei separaten Kühlmaschinen zusammen, jede liefert maximal 400 Kilowatt Kühlleistung. Welche Anlage wie stark belastet wird, regelt die individuell programmierte Steuerung. Dabei geht die bedarfsgerechte Versorgung weiter, denn auch jedes einzelne Aggregat ist regelbar und kann bis auf 25 Prozent Teillast heruntergefahren werden. Das soll sicherstellen, dass der Energieverbrauch in jeder Produktionssituation so niedrig bleibt wie möglich. Attraktiver Nebeneffekt: Der autarke Betrieb der einzelnen Kühlmaschinen sorgt gleichzeitig für erhöhte Betriebssicherheit.

Den Energiespareffekt hat Reisner durch weitere Technologien verstärkt. So passen die Kältemaschinen mit Hilfe des Vario-Verfahrens ihre Kondensationstemperatur den in Deutschland üblichen, niedrigen Außentemperaturen an. Das lohnt sich: Je niedriger die Kondensationstemperatur, desto effizienter das Kältesystem. Dank präziser Regelung spart die DRS auch bei den Kondensatoren Energie. Sie sind mit EC-Ventilatoren ausgestattet, die ihre Leistung dem jeweiligen Betriebspunkt anpassen und dabei nicht nur effizienter, sondern auch geräuschärmer laufen. Schließlich ergänzen zwei Trockenkühler, ebenfalls mit EC-Ventilatoren, das Kältesystem. Jeder dieser Trockenkühler erbringt bis 600 Kilowatt Kälteleistung. Zusammen entlasten sie die Kälteanlagen schrittweise, wenn die Außentemperaturen fallen, und können im Winter die Produktion sogar komplett versorgen. Dann wird die Verdichterenergie der Kältemaschinen komplett eingespart.

Dank der Montage der Kälteanlage auf und im Container verbraucht die DRS keinen wertvollen Raum in der neuen Produktionshalle. © Reisner

Aus diesen Maßnahmen wurde ein Komplettpaket geschnürt, das den Energieverbrauch möglichst niedrig hält. Die Zahlen sprechen für sich: Ohne Energiespartechnologien würde das DRS-Kältesystem nach Herstellerangaben pro Jahr etwa 1 367 000 kWh benötigen. Allein die Vario-Technologie senke den Energieeinsatz um rund 551 000 kWh, die Winterentlastung spare weitere rund 637 000 kWh pro Jahr ein. Das reduziere den Stromverbrauch auf nur noch 178 000 kWh jährlich - eine Einsparung von rund 87 Prozent. Entsprechend sinken die Kosten. Müsste die DRS mit einem herkömmlichen Kältesystem jedes Jahr mehr als 205 000 Euro an Energiekosten für die Kühlung aufwenden, seien es mit der Reisner-Anlage nur knapp 27 000 Euro.

Der Umwelt kommt zugute, dass für die Bereitstellung der nötigen Energie analog viel weniger CO2 ausgestoßen wird. Beim hiesigen Strommix bleiben den Berechnungen zufolge der Atmosphäre jährlich rund 630 Tonnen Kohlendioxid erspart. Zudem ist das System durch den Betrieb mit dem neuen Kältemittel R513a auf Zukunft und Nachhaltigkeit ausgelegt. Damit müsse die DRS auch auf lange Sicht nicht befürchten, dass der Gesetzgeber den Kälteanlagenbetrieb durch verschärfte Umweltschutzauflagen beeinflusst.

Drei Kälteanlagen mit je 400 Kilowatt Leistung und die dazu gehörigen Schaltschränke sind mit Raum für Wartungsarbeiten im Container installiert. © Reisner

Praktische Lösungen gefragt
In der Gegenwart hatte die DRS aber zunächst praktische Herausforderungen zu überwinden. Die nebeneinander liegenden Standorte mussten umgebaut werden, neue Produktions- und Lagerbereiche wurden in Rekordzeit geschaffen. Unter anderem nahm das Unternehmen sechs neue Silos je 75 Tonnen Kapazität in Betrieb. Fundamente wurden gegossen, die Infrastruktur neu aufgebaut, zahlreiche neue Maschinen angeliefert und getestet. Die neuen Kälteanlagen wurden in einen Container integriert und komplett montiert angeliefert. Erforderlich war lediglich ein Fundament für den Container. Das ging zum einen schnell, zum anderen wurde im Gebäude entsprechend Raum gewonnen. Der Container lässt sich im Fall einer Umstrukturierung schnell an einen anderen Standplatz umziehen.

Mit den Anschlüssen vom Container zum Tank hat Reisner eine spezielle Anforderung der DRS umgesetzt und Materialien verbaut, die von der Frank-Gruppe hergestellt wurden, zu der die DRS gehört. Es handelt sich um PE100-RC-Rohrleitungen, die im Unterschied zu PVC dauerhaft dicht verschweißt werden.

Was diese Vollstrom-Rücklauffilter zurückhält, kann die Produktion nicht mehr beeinträchtigen. Die Feststofffracht in der Rohrextrusion ist hoch. © Reisner

Zusammenarbeit mit Zukunft
Nachdem von Juli bis November 2019 quasi Ausnahmezustand herrschte, konnte die DRS anschließend den Dauerbetrieb aufnehmen. Die Inbetriebnahme des Kältesystems im November verlief reibungslos. Dafür, dass es auch langfristig zuverlässig seine Leistung erbringen kann, wurde schon in der Konzeptionsphase der Grundstein gelegt. Robuste Komponenten und ein wartungsfreundlicher Aufbau des Containers sollen die Instandhaltung einfacher machen. Ein fester Bestandteil dieses Zukunftsplans ist auch die Kühlwasserqualität. In der Rohrextrusion kann es zu einer hohen Feststofffracht kommen, was die Funktion aller Anlagenteile beeinträchtigen kann. Deshalb wurde in den maßgefertigten 20 m³-Produktionstank ein Vollstrom-Rücklauffiltersystem eingebaut. Ohne Rückstaugefahr und ohne großen Pflegeaufwand sollen die Filter das Wasser zuverlässig sauber halten und die gesamte Produktion schützen. Dosieranlagen für Biozid und Korrosionsschutzmittel ergänzen das Wasserpflegekonzept und ersparen dem DRS-Team das Handling der Chemikalien.

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