Dank adiabatischer Kühlung reibungslose Produktion

Maßgeschneidertes Belüftungs- und Kühlungssystem

Verlässliche Kühlung und gute Luft sind bei der Weidenhammer Plastic Packaging, eine Tochter der Weidenhammer Packaging Group, ein Muss. Menschen und Produktionsmaschinen benötigen optimale Arbeitsbedingungen. Das Unternehmen hat jetzt sein Kunststoffwerk (für Lebensmittelverpackungen) im sächsischen Zwenkau erweitert. Dabei standen auch die Erneuerung und Modernisierung der Klima- und Lüftungsanlage auf dem Programm. Colt International entwickelte ein maßgeschneidertes Belüftungs- und Kühlungssystem (adiabate Kühlung), das künftig eine reibungslose Produktion und eine verbesserte Energiebilanz sicherstellt.

Kombinierte Zulufteinheit bestehend aus Colt Tristar und Colt CoolStream Kombinierte Zulufteinheit bestehend aus Colt Tristar und Colt CoolStream Mit dem Colt Lüftungs- und Klimasystem wird ein Gesamtluftdurchsatz von 216.000 Kubikmetern und eine Gesamtkühlleistung von 1.311 kW erreicht. Das Kältemittel FCKW wird beim CoolStream nicht benötigt Durch den Einsatz der Colt Tristar und Colt CoolStream können bis zu 332 Tonnen CO2 eingespart werden

Höchste Ansprüche an die Klimatisierung

Mit hochmodernen Spritzgussmaschinen werden im Werk der Weidenhammer Plastic Packaging, kurz WPP, in Zwenkau bei Leipzig Becher und Schalen aus Spritzguss mit In-Mould-Labelling hergestellt. Sie dienen als Verpackung für  Lebensmittel aller Arten: Von der tiefgekühlten Eiscreme, über pasteurisierte oder hitzesterilisierte Wurstwaren bis hin zu Konservenprodukten. Die Produktionsmaschinen laufen in Zwenkau im Drei-Schicht-Betrieb rund um die Uhr, denn die WPP-Verpackungen sind gefragt.

Die Produktionskapazität - und die in einer Kunststoffspritzerei typischen Produktionsbedingungen - stellen an die Klimatisierung der Fertigungshallen freilich höchste Ansprüche. Denn wo Spritzgussmaschinen zum Einsatz kommen, da geht es buchstäblich „heiß“ her. Spitzentemperaturen von 40 Grad im Sommer waren in der Vergangenheit im Weidenhammer-Werk in Zwenkau keine Seltenheit. Bisher wurden die vier Produktionshallen ausschließlich über Lichtkuppeln in den Hallendächern entlüftet. Der so erreichte Luftdurchsatz von rund 20.000 Kubikmeter pro Stunde bei einem Raumvolumen von rund 7.550 Kubikmetern pro Halle war nicht zufriedenstellend.

Mechanische Belüftung und adiabatische Kühlsysteme

Das Kältemittel FCKW wird beim CoolStream nicht benötigt
Das Kältemittel FCKW wird beim CoolStream nicht benötigt

Mit einem neuen Gesamtkonzept wollte die WPP die Klimaverhältnisse sowohl in den bestehenden Werkshallen als auch in der neuen Produktionseinheit optimal gestalten: Gute Luftkonditionen, Absenkung der Temperaturen auf höchstens 28 Grad bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von ca. 60 Prozent, ein störungsfreier Produktionsablauf sowie eine deutliche Optimierung der Energieeffizienz – und das für eine Gesamtanschlussleistung der Produktionsmaschinen von 3,5 MW. Colt International schlug WPP ein wohl abgestimmtes und gesteuertes Kombinationssystem aus mehreren Komponenten vor: Mechanische Belüftungssysteme in Verbindung mit adiabatischen Kühlsystemen für die Spitzenlastkühlung und natürliche regen- und windsichere Entlüftungssysteme. Highlights der neuen Anlage: Gesamtluftdurchsatz von 216.000 Kubikmetern, Gesamtkühlleistung (adiabatisch) von 1.311 kW sowie ein ausgeklügeltes System von diffundierenden Quellauslässen. In Punkto Energieeffizienz arbeitet die Anlage auf höchstem Niveau.

Colt International kombinierte für die WPP seine erprobten Systeme Tristar (mechanische Belüftung) und CoolStream (adiabatische Kühlung) auf eine Weise, die es dem Unternehmen ermöglicht, die Temperaturen in einzelnen Hallenbereichen individuell zu regeln. Hierzu unterteilte Colt International die gesamte Produktionsfläche in neun Zonen – je drei pro Halle - und installierte dementsprechend neun Kombianlagen auf den Hallendächern. Diese Zonierung bedeutet sowohl für die Arbeitsbedingungen als auch für die Energiebilanz ein wesentliches Plus

Luftdurchsatz von 216.000 Kubikmeter/h

Kombinierte Zulufteinheit bestehend aus Colt Tristar und Colt CoolStream
Kombinierte Zulufteinheit bestehend aus Colt Tristar und
Colt CoolStream

Jeder Tristar erreicht einen Luftdurchsatz von 24.000 Kubikmetern pro Stunde, das ergibt einen Gesamtdurchsatz von 216.000 Kubikmetern pro Stunde. Die Basis der mit Feinstaubfiltern (F7) ausgestatteten Tristar-Zuluftgeräte bildet ein aus verzinktem Stahlprofil gefertigter Geräterahmen. Türen, Decken- und Bodenpaneele bestehen aus doppelschaligem Aluminiumblech mit 40 Millimeter dicker Isolierung. Ein Wetterschutzdach mit rundum angeordneten Regenabtropfkanten gewährleistet einen regensicheren Betrieb. Außen- und Umluftbetrieb werden in einer Mischkammer durch zwei kontra-rotierende Aluminiumjalousien mittels Stellmotor bedarfsgerecht geregelt. Die Ausblasöffnung ist für den Anschluss weiterer Luftkanäle vorgesehen.

Adiabatische Kühlung 

Die Tristar-Geräte sind jeweils an eine Kühlanlage vom Typ CoolStream gekoppelt. Colt International montierte die Kombianlagen Tristar/CoolStream in Zwenkau auf die bauseitig vorhandenen Dachöffnungen, in die zuvor Lichtkuppeln eingebaut waren.
Das Kühlkonzept des CoolStream beruht auf dem Prinzip der adiabatischen Kühlung, also dem Kühlen von Luft durch Verdunsten von Wasser: Die für den Verdunstungsprozess notwendige Energie wird der Luft entnommen, dadurch kühlt die Luft sich ab. Die Außenluft wird über die in die Tristar-Zulufteinheiten eingebauten EC-Ventilatoren vom CoolStream angesaugt und über das  Desorptionsmaterial geführt. Die hocheffizienten EC-Ventilatoren sind echte Energiesparer. Gegenüber AC-Ventilatoren erhöht sich die Effizienz auf 90 Prozent.

Diffundierende Quellauslässe

Colt International installierte in den WPP-Hallen in Zwenkau ein System aus diffundierenden Quellauslässen: Die gefilterte und gekühlte Frischluft wird über diese Quellauslasssysteme zielgenau in die gewünschten Einsatzzonen in den Produktionsbereichen geleitet. Sie wird „diffundiert“, statt einfach in die Räume eingeblasen. Auf diese Weise gelangt die Frischluft mit einer Geschwindigkeit von nur 0,2 Meter pro Sekunde ins Halleninnere. Die Folge: Es bilden sich quasi „stehende“ Frischluftseen in den Aufenthaltsbereichen der Mitarbeiter, also vor allem in der Nähe der Fertigungsmaschinen. Diese Frischluftseen wiederum verdrängen nun die verbrauchte und belastete warme Luft, die ihrerseits aufgrund der Thermik, die durch die Produktionswärme entsteht, nach oben abtransportiert wird – und dabei  Staub, Dämpfe, Schadstoffe und Gerüche gleich „mitnimmt“. Dieses schonende Verdrängungsprinzip stellt auch sicher, dass die Frischluft sich nicht verwirbelt. Zum Vergleich: Ein herkömmlicher Gitterauslass entlässt Frischluft mit einer Geschwindigkeit von bis zu drei Metern pro Sekunde.

Verbrauchte Luft sicher über das Dach abführen

Verbrauchte Luft sicher übers Dach abführen
Verbrauchte Luft sicher übers Dach abführen

Schließlich wird die verbrauchte Luft durch Lüftungsanlagen in der Hallendecke ins Freie geleitet. Insgesamt zehn natürliche, gegen Regen und Windeinflüsse abgesicherte Mehrzwecklüfter vom Typ WCO – die gleichzeitig auch als Rauchabzugssysteme dienen - wurden auf den Hallendächern der WPP installiert. Colt international nutzte hierzu bereits vorhandene Dachöffnungen, in denen vormals Lichtkuppeln eingebaut waren, und passte die WCO-Lüfter genau ein. Die Gehäuse der WCO-Lüfter sind an den Längsseiten mit Windleitflächen ausgestattet, was den Abluftstrom verbessert. Bei Regenwetter, wenn die äußeren Lüftungslamellen geschlossen werden müssen, kann dennoch eine durchgehende Lüftung aktiviert werden: Über Zylinder werden dann innen liegende Regelklappen geöffnet.

Erprobte Steuerung

Für ein optimiertes Zusammenwirken der Tristar Zuluft-Systeme, der CoolStream Einheiten und der WCO Lüfter setzte Colt International seine erprobte Steuerung ICS4link ein, die eine Vielzahl operativer Abläufe verknüpft, synchronisiert und auf den Produktionsprozess abstimmt. Im Weidenhammer-Werk werden über ICS4link Klimasystem, Belüftung und Lüftungsanlage mit dem Gebäudeleitsystem koordiniert. Dadurch optimiert sich auch die Energiebilanz der Gesamtanlage: Bei einer Kühllast von 498 Watt pro Quadratmeter Produktionsfläche beträgt die Energieeinsparung, die aufgrund der adiabatischen Kühlung gegenüber einer herkömmlichen maschinellen Be- und Entlüftungsanlage mit Kaltwassersatz erzielt wird, pro Jahr 655.500 kWh. Das entspricht einer Einsparung von etwa 332 Tonnen CO2. Legt man den Energiemix für Industriekunden der Energie Baden-Württemberg AG zu Grunde - der auch Atomstrom beinhaltet – so ergibt sich außerdem eine Einsparung von fünf Kilogramm radioaktivem Abfall.
Projektdetails
© 2017 Colt International Licensing Limited
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