Kälteanlage im Container: Flexibel und ressourcensparend kühlen

Die AGRU-FRANK GmbH setzt bei ihrer Produktionserweiterung auf eine energieeffiziente Container-Kühllösung der Reisner Cooling Solutions GmbH mit zwei R513A-Kältemaschinen mit einer Gesamtleistung von 800 kW und freier Kühlung.

Daten und Fakten zum Projekt

Kälte im Comtainer Daten und Fakten

In der Kunststoffextrusion steigen die Anforderungen kontinuierlich, dabei gewinnt eine effiziente und ressourcenschonende Produktion zunehmend an Bedeutung. Dazu ist die Kältetechnik ein entscheidender Faktor, denn mit einer modernen Kühllösung können die Energiekosten und die CO2-Emissionen verringert werden. Dass sich eine Investition schon nach kurzer Zeit amortisiert, zeigt das Beispiel des Kunststoffrohrherstellers AGRU-FRANK GmbH. Das Unternehmen investierte aufgrund ihrer Expansion in eine Container-Kühllösung der Reisner Cooling Solutions GmbH, ein Unternehmen der technotrans-Gruppe. Mit der neuen energieeffizienten Lösung senkt AGRU-FRANK nicht nur die Kosten, sondern verfügt nun auch aufgrund der smarten Containerintegration mit Reservekapazität über mehr Platz in den eigenen Produktionshallen.

Produktionsprozess erfordert hohe Kälteleistung

Containerkühlanlage mit Trockenkühler auf dem Dach
Abbildung 1: Containerkühlanlage mit Trockenkühler auf dem Dach: Die Kälteanlage außerhalb der Produktion sorgt für mehr freien Platz innerhalb der eigenen Hallen (Alle Abb. © AGRU-FRANK GmbH).

Die AGRU-FRANK GmbH mit Sitz in Wölfersheim ist eines von elf Unternehmen der Frank-Gruppe. AGRU-FRANK fertigt Rohre aus Polyethylen für die Trinkwasser- und Gasversorgung, für die Abwasserentsorgung und den Industriebedarf. 2020 war ein sehr erfolgreiches Jahr für den Rohrhersteller, in dem Produktion und Absatz um mehr als 10 % gestiegen sind. Um der gewachsenen Nachfrage auch in Zukunft gerecht zu werden, investierte das Unternehmen in mehrere neue Maschinen und Anlagen.
Die Fertigung von Druckrohren, Formteilen und Erdwärmesonden besteht aus mehreren Verfahrensschritten. Für die Rohrextrusion werden kleine Kunststoffgranulate aufgeschmolzen und durch ein Werkzeug in Rohrform gebracht. Der 220 °C heiße Kunststoff wird dann abgekühlt und behält so seine Form. Für eine Erweiterung der Produktionskapazitäten stand jedoch vor allem in den Sommermonaten nicht mehr genug Kälteleistung zur Verfügung. Die hohen Temperaturen führten zu einer starken Schwankung der Kühlwassertemperatur. Deshalb stieg mit der Produktionserweiterung auch der Bedarf nach effizienter Kühltechnik. „Wir benötigten mehr Kälteleistung, und da bereits einige Reisner-Kühlanlagen bei unserer Schwesterfirma DRS-Rohrwerke Sachsen erfolgreich im Einsatz sind, vertrauten wir ebenfalls auf die Kompetenz der Reisner GmbH“, erklärt Benedict Stribrny, Technischer Leiter und Prokurist der AGRU-FRANK GmbH.

Containerraum mit kältemaschinen
Abbildung 2: Containerraum von innen: Die neue Kühllösung ist mit jeweils zwei Reisner Kältemaschinen á 400 kW Kälteleistung und Kältemaschinen-Kondensatoren mit EC-Ventilatoren ausgestattet.

Ganzheitliche Kühllösung

Bei der Auswahl des passenden Lösungskonzepts für die eigene Kühlung stellte da Unternehmen mehrere Bedarfsforderungen. Zum einen sollte die Kühllösung durch mehr Leistung die Kühlwassertemperatur auch im Sommer zufriedenstellend regeln. Insbesondere die Energieeffizienz und Wärmerückgewinnung spielten eine wichtige Rolle bei der Kaufentscheidung. Zum anderen sollte die Anlage so dimensioniert sein, dass genug Reservekapazitäten bei einer weiteren positiven Unternehmensentwicklung und Produktionsexpansion zur Verfügung stehen. Zudem sollte dabei möglichst wenig Platz in der eigenen Produktionshalle in Anspruch genommen werden. Das Reisner-Konzept konnte überzeugen. „In der Planungsphase hat Reisner gleich mehrere unserer Anforderungen abgedeckt und durch das Konzept eines maßgeschneiderten Kältesystems mit besonderer Energiespartechnik Vario, eine gleitende Kondensationsdruckregelung, und Wärmerückgewinnung für optimale Voraussetzungen gesorgt“, betont Stribrny. Aufgebaut in einem Container, passte Reisner die Lösung anhand von zwei Kälteanlagen vom Typ KWR-S 400-17/KS mit je 400 kW Kühlleistung und zwei Verflüssigern mit energiesparenden EC-Ventilatoren an die Bedürfnisse des Kunden an.

Maximale Kälteleistung und Energiespartechnik

Insbesondere die Effizienz spielte bei der Entscheidung eine Rolle, denn bei der Kunststoffextrusion wird viel Energie verbraucht. Da das Unternehmen bereits seit mehreren Jahren nach der Energiemanagementnorm DIN EN ISO 50.001 zertifiziert ist, muss es eine kontinuierliche Steigerung der Effizienz in der Produktion sowie die Wahrnehmung von Einsparpotenzialen und das Einhalten bestimmter CO2-Emissionswerte nachweisen. Bei jeder Neuanschaffung einer Kälteanlage achtet das Unternehmen daher auf einen geringen Ressourcenverbrauch.
Das maßgeschneiderte Kältesystem setzt sich aus zwei separaten Kühlmaschinen mit einer maximalen Kälteleistung von je 400 kW zusammen, sodass insgesamt 800 kW zur Verfügung stehen. Das verwendete A1-Kältemittel R513A ist nicht brennbar und hat ein Treibhauspotenzial (GWP) von 631. Ein weiterer Vorteil ist der Einsatz der sogenannten Vario-Technologie. Durch eine besondere Ventiltechnik und eine spezielle elektronische Regelung passt die Reisner-Kühllösung die Kondensationstemperatur der Außentemperatur an. Die elektronische Steuerung misst die Außen- bzw. Kondensationstemperatur. Je kälter es draußen ist, desto stärker wird die Kondensationstemperatur heruntergeregelt, und damit sinkt die elektrische Verdichter-Leistungsaufnahme. Das spart jährlich bis zu 477.490 kWh.
Ein zusätzlicher Trockenkühler übernimmt im Winterbetrieb außerdem die komplette Last der beiden Anlagen („freie Kühlung“) und unterstützt diese während der Übergangszeit. Das führt zu einer jährlichen Einsparung von insgesamt circa 900.000 kWh oder 480 t CO2. Zu guter Letzt nutzt AGRU-FRANK die Wärmerückgewinnung aus einer Kältemaschine zum Heizen eines Produktions-Prozesses im Sommer, wenn die freie Kühlung nicht aktiv ist. Um die Abwärme bestmöglich einzusetzen, entwickelte Reisner ein Konzept, mit dem durch einen Wärmeübertrager im Kältemittelkreislauf Heizungswasser erwärmt werden kann.

Verrohrung Kühlanlage
Abbildung 3: Die Verrohrung hat Reisner sauber ausgeführt – mit den PE100-RC-Rohrleitungen der FRANK-Gruppe.

Platzsparender Container als Maschinenraum

Aufgrund der baulichen Gegebenheiten hätten die beiden Kälteanlagen nicht mehr in die bestehenden Produktionshallen gepasst. Im Rahmen der Projektplanung entwickelte das Reisner-Team deshalb einen zwölf Meter langen und zweieinhalb Meter breiten Container als Maschinenraum. Dieser ist mit den zwei Kälteanlagen, einem Schaltschrank, Zu- und Abluftgitter, Gaswarnanlage, Abluftventilatoren, Elektroheizung und Beleuchtung ausgestattet. Reisner sorgte bei der Aufstellung und Montage auch für die komplette elektrische Verkabelung innerhalb des Containers sowie für die Verkabelung der Außengeräte auf dem Containerdach. „Die Containerlösung ist perfekt auf uns zugeschnitten. Durch die Verlagerung der Kältetechnik außerhalb des Gebäudes wurde kostbarer Raum in unseren Produktionshallen frei“, sagt Stribrny. Zudem verbaute Reisner bei den Anschlüssen vom Container zum Tank die modernen PE100-RC-Rohrleitungen der FRANK-Gruppe, die im Gegensatz zu PVC dauerhaft verschweißt werden.
Dank der geschlossenen Bauweise lässt sich das Kältesystem einfach umpositionieren und an einem anderen Standort einsetzen. Stribrny erklärt: „Die Reisner-Containerlösung ist sehr durchdacht. Besonders die Idee, die gesamte Einheit vor die Halle zu stellen, hat uns überzeugt. So konnten wir zusätzlichen Platz schaffen, falls die Produktion weiter steigen sollte.“ Da sich AGRU-FRANK für einen großen Container entschied, ist durch einen schon jetzt vorgesehenen Reserveplatz eine zusätzliche Erweiterung der Anlage schnell und ohne großen Aufwand möglich. So kann der Container mit einem Minimalaufwand erweitert und zeitnah eine höhere Kälteleistung erzielt werden. Das Reisner Projektteam resümiert: „Dank flexibler Ausbaumöglichkeiten sind unsere Anlagen schon heute bereit für die Zukunft.“

Zusammenarbeit geht weiter

Das gesamte Projekt erstreckte sich bis zur Inbetriebnahme über einen Zeitraum von knapp sechs Monaten. Stribrny ist zufrieden mit dem Ergebnis: „Gleich am ersten Tag nach der Inbetriebnahme konnte man die Verbesserungen merken. Temperaturschwankungen in unserem Produktionswasser gibt es seitdem nicht mehr“. Mit der Modernisierung legen AGRU-FRANK und Reisner den Grundstein für die weitere Zusammenarbeit, weitere Projekte sollen deshalb folgen. Als nächstes tauscht Reisner zum Beispiel die Wasserpumpen aus. Auch hier wird durch eine aktive Regelung mit einer energieeffizienten und frequenzgeregelten Versorgungspumpen der Strombedarf der Pumpen deutlich reduziert. AGRU-FRANK baut aktuell zudem eine neue Produktionshalle: „Wir werden weiterwachsen und dazu brauchen wir natürlich auch immer Kälte“, sagt Stribrny.

Der Beitrag wurde von der Reisner GmbH für cci Wissensportal zur Verfügung gestellt und von Dr. Manfred Stahl redigiert (Stand: November 2021)

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