Einrichtung einer neuen Kältezentrale

Die Sartorius AG benötigte für ihr Gebäude 4 in Göttingen eine neue Kältezentrale. Mehr Kälte, mehr Power, weniger Energieverbrauch. Das waren die Anforderungen an die neue Kältezentrale der Sartorius AG in Göttingen.

Der Konzern liefert unter anderem Zellanalytik-Instrumente, Fermentationsprodukte und Aufreinigungssysteme an Hersteller von Coronaimpfstoffen. Und er stellt Nitrozellulose für Coronatests her. Höhere Produktionszahlen steigerten den Kühl- und Klimatisierungsbedarf. Für den Ausbau der Kältezentrale entwickelte das MTA-Engineering ein energieeffizientes, umweltschonendes und raumsparendes Konzept: Vorinstallierte Container, prall gefüllt mit innovativer Kältetechnik, schwebten per Kran aufs Gebäudedach. Die neue „Outdoor“-Anlage spart knapp 28 Prozent Energie, arbeitet mit klimafreundlichem Kältemittel und löst gleichzeitig ein Raumproblem.

Alte Kälteanlage schwächelte – mehr Leistung gefragt

„Wir bringen kreative Köpfe zusammen für ein gemeinsames Ziel.“ Dieser Satz stammt aus der Sartorius-Unternehmensphilosophie, passt aber auch perfekt zum Entwicklungsprozess der neuen Kältezentrale am Stammsitz in Göttingen. Das Engineering des Kältespezialisten MTA analysierte zunächst die Ausgangssituation: Kältemaschinen im Keller des Gebäudes 4 liefern Kühlwasser für Ziehmaschinen, Ring-Vakuumpumpen, Maschinenkühlung etc., Tischkühler auf dem Gebäudedach übernehmen die Rückkühlung. Die Anlage stellt auch das Klima-Kaltwasser für die Gebäudeklimatisierung bereit. „Mit einer Gesamtleistung von zwei Megawatt schwächelte sie allerdings: Die wachsende Produktion des international führenden Partners der Pharma-, Chemie- und Nahrungsmittelindustrie benötigt künftig 2,6 bis 2,8 Megawatt Leistung“, so Michael Escher, Geschäftsführer der MTA Deutschland GmbH.

Standortproblem gelöst: Kältetechnik in Containern auf dem Dach

Das Problem bei der gewünschten Leistungsaufstockung: Der bisher genutzte Keller bot wenig Raum für mehr Technik. Deshalb entwickelte das Engineering-Team von MTA ein neues Konzept: Statt des geplanten Technikaustauschs im engen Untergeschoss erdachte das Engineering eine „Outdoorlösung“: Die komplette Kältezentrale steckt in vier 20-Fuß-Containern auf dem Gebäudedach. „Wir haben darin Kältemaschinen, Pumpen, Wärmetauscher etc. vorinstalliert – samt der Edelstahlverrohrung. Diese Container-Zentrale steuern wir über eigene Schaltschränke“, erklärt Markus Buschka, Leiter Engineering bei MTA. „Die eigens für dieses Projekt programmierte Siemens-S7-Regelung lässt sich per Touchpad und Funkfernbedienung überwachen und steuern.“

Klimaschonende Technik – Freikühler mit Adiabatic-System

MTA setzt in der neuen Anlage wassergekühlte Kältemaschinen aus der „Aquarius-Plus“-Serie mit stufenlos geregelten Schraubenverdichtern ein. Die Sonderausführung – mit größerem Verdampfer und größerer Kondensatorfläche – erhöht den Wirkungsgrad und erreicht so einen effizienteren Betrieb. Die Kaltwassersätze arbeiten mit dem Low-GWP-Kältemittel R 513A. Die Rückkühler, die zusätzlich zur freien Kühlung genutzt werden, haben V-förmige Verflüssigerregister und ein zusätzliches Adiabatic-System. Es kühlt die Außenluft bei höheren Temperaturen bis auf 21 Grad Celsius herunter, bevor diese auf die Register trifft. Das innovative Pad-System lässt sich bei Lufttemperaturen unter 20 Grad manuell abklappen, um die Effizienz im Freikühlbetrieb noch zu erhöhen. Das minimiert zusätzlich Druckverluste auf der Luftseite und senkt dadurch den Stromverbrauch der Ventilatoren.

Wärmetauscher und Pufferspeicher:

Systemtrennung und Anpassung der Wassertemperaturen

Da die Sartorius-Produktion sowohl Kühlwasser als auch Klima-Kaltwasser benötigt, installierte MTA außerdem Pufferspeicher und Wärmetauscher zur Systemtrennung. Sie passen die Wassertemperaturen an und realisieren das geforderte unterschiedliche Temperaturniveau: In den Produktionshallen benötigt das Unternehmen konstante 20 Grad bei einer Luftfeuchtigkeit von 50 Prozent.

Rund 28 Prozent Energieersparnis

Die von MTA konzipierte Kältezentrale arbeitet nachhaltig: Sie reduziert den Energieverbrauch gegenüber der alten Anlage pro Jahr um fast 28 Prozent. Die jährlichen CO₂-Emissionen sinken um rund 240 Tonnen. Die Kostenersparnis liegt bei über 100.000 Euro pro Jahr. „Das Besondere unseres Konzeptes zur Nutzung freier Kühlung ist die hydraulische Einbindung. Standardmäßig kennen die meisten Systeme nur Schwarz oder Weiß: Der Rückkühler kann entweder Kondensator-Rückkühlung oder Freikühlung. Unsere Lösung ermöglicht den stufenlosen Übergang bis hin zu 100 Prozent Freikühlung. Damit steigt der Freikühlanteil zusätzlich, der Energieverbrauch sinkt. On top entlastet dies die Kältemaschinen durch Reduzierung der Betriebsstunden“, unterstreicht Michael Escher.

Mietkälte für die Umbauphase

Der gesamte Umbau dauerte rund 25 Wochen. Für die Kaltwasserversorgung in dieser Phase baute MTA eine 800-Kilowatt-Mietkälteanlage inklusive frequenzgeregelten Pumpen und Wärmetauschern auf. Sie stellte die komplette Versorgung der Gebäude 4 und 5 sicher.

„Ganzheitlicher Ansatz reduziert Schnittstellenprobleme“

„Der ganzheitliche Ansatz von MTA hat uns deshalb überzeugt: Wir haben alles aus einer Hand bekommen: vom Vorschlag und der Ausarbeitung des Konzepts über das Detail-Engineering bis hin zur Inbetriebnahme. Dieses Komplettkonzept reduziert potenzielle Schnittstellenprobleme durch verschiedene Gewerke auf ein Minimum“, so Eckhard Hübner – er ist im Facility Management bei Sartorius verantwortlich für die Kältetechnik.

cci204444