Auf der sicheren Seite

(Foto: © L&R Kältetechnik)

Die Firma Kettler vertraut bei der Modernisierung der Kältetechnik im Werk Mersch auf Verdichter von BITZER und senkt mit dem neuen System die Energiekosten erheblich

Fitnessgeräte, Gartenmöbel, Spielfahrzeuge: Das Programm von Kettler ist vielfältig und deckt weite Bereiche der Freizeitaktivitäten ab. Ebenso vielfältig sind die Produktionsanlagen. Kettler arbeitet mit hoher Fertigungstiefe und hat für die Kunststoffverarbeitung im Werk Mersch / Werl jetzt eine neue Kälteanlage mit BITZER Verdichtern in Betrieb genommen. Die Anlage ist ebenso effizient wie leistungsfähig und nutzt zahlreiche Energiespartechnologien. 

Was haben Gokarts, Heimtrainer, Fahrräder und Gartenmöbel gemeinsam? Sie werden alle in der Freizeit genutzt. Deshalb bildet der Begriff „Freizeitmarkt“ die Klammer für alle Produktbereiche, die unter der Marke Kettler bekannt sind. Das im Jahr 1949 von Heinz Kettler in Ense / Westfalen gegründete Unternehmen hat heute einen sehr hohen Bekanntheitsgrad.

Viele deutsche Hersteller von Freizeitequipment haben die Produktion nach Asien verlagert und an dortige Auftragsfertiger delegiert. Nicht so Kettler: Rund 750 Mitarbeiter stellen in den fünf Werken in Werl und Ense Produkte mit hohem Qualitätsanspruch und hoher Fertigungstiefe her. Das Werk Mersch in Werl konzentriert sich dabei ganz auf die Kunststoffverarbeitung. Etwa 250 Mitarbeiter produzieren auf modernen Maschinen hochwertige Komponenten – überwiegend aus Spritzguss – für das gesamte Produktprogramm.

Das Bild zeigt die Pumpen der Kältetechnik im Kettler-Werk Mersch
Die Pumpen der Kälteanlage sind drehzahlgeregelt und entsprechend energieeffizient (Foto: © L&R Kältetechnik)

Bis zu

40 %

niedrigere Energiekosten

Neustrukturierung der Produktion – Erneuerung der Kältetechnik

In einem umfassenden Projekt, das im April 2017 abgeschlossen wurde, hat Kettler die Fertigung und Logistik weitgehend neu organisiert und dabei auch die Kältetechnik im Werk Mersch erneuert. Ein Grund: Die alten Kälteanlagen für die Werkzeug- und die Hydraulikkühlung waren nicht mit den heute üblichen Energiespartechnologien ausgestattet. Die Kältetechnik für den Hydraulikkreis beispielsweise hatte als offene Kühlturmanlage einen großen Frischwasserverbrauch und erforderte einen hohen Aufwand an Wasseraufbereitung. Zudem waren die Anlagen mit einem Kältemittel befüllt, das unter die „Phase-out“-Anforderungen der F-Gase-Verordnung fällt und daher nicht zukunftssicher ist. Bei der Modernisierung der Kältetechnik entschied sich die mit dem Projekt beauftragte L&R Kältetechnik GmbH in Sundern für den Einbau eines halbhermetischen BITZER Kompakt-Schraubenverdichters der CSH Serie. „Mit Produkten von BITZER haben wir in der Vergangenheit immer sehr gute Erfahrungen gemacht. Die Zuverlässigkeit überzeugt ebenso wie die hohe Effizienz. Darüber hinaus spielte in diesem Fall die Zukunftssicherheit bei den verwendbaren Kältemitteln eine wesentliche Rolle“, sagt L&R Kältetechnik Vertriebsleiter Thomas Imenkämper.

Das Bild zeigt BITZER CSH Kompakt-Schraubenverdichter und weitere
Die wesentlichen Komponenten der Anlage – einschließlich der Steuerungstechnik – sind auf einem gemeinsamen Grundrahmen montiert (Foto: © L&R Kältetechnik)

Werkzeugkühlung: Split-Kälteanlage mit Freikühlern und Winterentlastung

Die für die Werkzeugkühlung des Kettler-Werkes projektierte Anlage stellt 15 °C kaltes Kühlwasser bereit und ist als Split-Kältemaschine ausgelegt. Die Kältemaschine selbst mit einer Kälteleistung von 2 x 100 kW steht im Gebäude, die (Ab-)Wärme wird über einen außenstehenden Kondensator abgeführt. Ebenfalls im Freien ist der zugehörige Freikühler aufgestellt. Er schafft die Voraussetzung dafür, dass sich die Primärkälte bei niedrigeren Außentemperaturen teilweise oder vollständig aus der Umgebung generieren lässt. Die Kältemaschine bleibt dann abgeschaltet, und der Anwender bezieht die Kälte ohne Energieaufwand. Diese so genannte „Winterentlastung“ führt schon bei Außentemperaturen unterhalb von 10 °C zu erheblichen Energieeinsparungen. Im Sommer wird dieser Freikühler nicht benötigt, er kann dann auf die Hydraulikseite der Kälteanlage umgeschaltet werden. Sie arbeitet mit höherem Temperaturniveau und vergrößert die zur Verfügung stehende Wärmetauscherfläche.

Hydraulikkühlung als geschlossenes System

Die Hydraulikkühlung, die Wasser mit einer Vorlauftemperatur von 30 °C bereitstellt und für eine Kälteleistung von 250 kW ausgelegt ist, arbeitet als geschlossenes System. Zu den Systemkomponenten gehört – wie bei der Werkzeugkühlung – ein zweiter Freikühler. Darüber hinaus wird die Wärme im Hydraulikkreislauf über besondere Lufterhitzer als Heizenergie zur Hallenbeheizung genutzt. Allein diese Energiesparmaßnahme (Wärmerückgewinnung aus der Hydraulik) reduziert die jährlichen Energiekosten um knapp 8.400 Euro.

Kondensatoren und Freikühler ersetzen die bisherige offene Kühlturmanlage
Kondensatoren und Freikühler ersetzen die bisherige offene Kühlturmanlage (Foto: © L&R Kältetechnik)

Einsparungen von

40.000

Euro pro Jahr

Energiesparmaßnahmen mit schnellem ROI

Weitere Energiekosteneinsparungen ergeben sich durch die Winterentlastung (freie Kühlung), die nach Berechnung von L&R die jährlichen Energiekosten um rund 19.500 Euro reduziert. Die Pumpen und Ventilatoren der Kälteanlage sind drehzahlgeregelt und werden druck- bzw. bedarfsabhängig gesteuert. Das führt zu bis zu 40 Prozent niedrigeren Energiekosten für diese Verbraucher.

Eine wichtige Systemkomponente ist die von L&R entwickelte Varikon-Steuerung, die eine gleitende Kondensationstemperatur gewährleistet. Konventionelle Kältemaschinen werden mit einer festen Kondensationstemperatur betrieben, die in der Regel bei etwa 47 °C liegt. Dieses Temperaturniveau benötigt man allerdings nur bei hohen Außentemperaturen von etwa 35 °C. Bei kühlerem Klima von zum Beispiel 8 °C reicht eine niedrigere Kondensationstemperatur von – in diesem Fall – 20 °C völlig aus. Bei einer Außentemperatur von 8 °C wird die Kältemaschine mit einer Kondensationstemperatur von 20 °C betrieben. Die Varikon-Steuerung regelt die Kondensationstemperatur entsprechend in Abhängigkeit von der Außentemperatur und erreicht damit eine deutlich geringere Leistungsaufnahme des Verdichters. Auch hier lassen sich die Einsparungen bei den Energiekosten recht genau beziffern: Sie liegen bei rund 9.300 Euro pro Jahr.

Kosten sparen – und Betriebssicherheit erhöhen

Für die Energiespartechnologien – Winterentlastung, Varikon-Steuerung, Wärmerückgewinnung, drehzahlgeregelte Pumpen und Ventilatoren – ergibt sich insgesamt eine jährliche Reduzierung der Energiekosten von mehr als 40.000 Euro, die einzelnen Maßnahmen amortisieren sich in einem Zeitraum von jeweils 10 bis 15 Monaten. Außerdem zeichnet sich die neue Anlage durch geringen Serviceaufwand und hohe Betriebssicherheit aus. Dies wird unter anderem gewährleistet durch die Erfahrung von L&R aus 25 Jahren Kälteanlagenbau und die Verwendung hochwertiger Systemkomponenten. Ein weiterer Faktor ist  der Verzicht auf die offene Kühlturmanlage, die nicht nur einen hohen Frischwasserverbrauch erforderte und einen hohen Aufwand an Wasseraufbereitung verursachte, sondern auch das Risiko des Legionellenbefalls mit sich brachte. Dieses Risiko kann nun zuverlässig ausgeschlossen werden.

Kältemittel: Auf der sicheren Seite

Auch in Sachen Kältemittel befindet sich Kettler nun auf der (zukunfts)sicheren Seite: Mit R134a sind die neuen Anlagen mit einem Kältemittel befüllt, das gemäß neuer F-Gase-Verordnung nicht von dem frühen „Phase-out“ betroffen ist, da sein GWP-Wert (Global Warming Potential) bei unter 2.500 liegt. Zudem ist die Anlage so ausgelegt, dass sie bei Bedarf auf Kältemittel mit extrem niedrigem GWP wie R1234yf (GWP = 4) oder R513A umgestellt werden kann. Eine Erstbefüllung mit diesem Kältemittel ist derzeit noch nicht empfehlenswert, weil diese neuen synthetischen Kältemittel noch sehr teuer sind. In den kommenden Jahren ist mit deutlichen Preissenkungen sowie mit einem größeren Angebot an alternativen Kältemitteln zu rechnen.

© L&R Kältetechnik

Halbhermetische CSH Kompakt-Schraubenverdichter – energieeffizient in Voll- und Teillast

Die halbhermetischen CSH Kompakt-Schraubenverdichter von BITZER wurden gezielt im Hinblick auf Anwendungen in luftgekühlten Flüssigkeitssätzen und Wärmepumpen entwickelt, die bei höheren Verflüssigungstemperaturen arbeiten sollen. Die Verdichter zeichnen sich durch eine sehr hohe Energieeffizienz bei Voll- und Teillastbedingungen aus. Zudem bieten sie weite Einsatzgrenzen sowohl hinsichtlich niedriger Verflüssigungstemperaturen als auch hoher Druckverhältnisse. Damit übertrifft die CSH Serie den internationalen Effizienzstandard bei Kompakt-Schraubenverdichtern bezüglich des saisonal gewichteten Energiebedarfs. Hieraus resultieren besonders hohe ESEER/IOLV- und SCOP-Werte.

Neben einer sehr einfach und preiswert anzuwendenden Methode zur direkten Kältemitteleinspritzung können die Verdichter auch mit externem Ölkühler betrieben werden. Diese Betriebsweise erlaubt noch extremere Einsatzbedingungen bei gleichzeitig hoher Wirtschaftlichkeit. Die Besonderheit liegt in einer speziell für Ölkühlerbetrieb adaptierten Ölumlaufmenge, die mithilfe eines neu entwickelten, am Verdichter angeflanschten Regelventils erreicht wird. Das Ventil wird bei Bedarf elektrisch angesteuert.

Das innovative Schutzgerät SE-i1 bietet erweiterte Motorschutzfunktionen und eine komplette Einsatzgrenzüberwachung mit mehrstufigen Warn- und Alarmmeldungen. Mithilfe der Modbus-Schnittstelle können die Daten an die übergeordnete Anlagensteuerung oder in die BEST Software von BITZER übertragen werden. Dies ermöglicht eine schnelle Störungsanalyse und Wartung.

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