Projektbericht: Prozesskühlung und Wasseraufbereitung bei der KRS GmbH

Beim Recycling von Kunsstoffen werden Stoffe zerkleinert, aufgeschmolzen und in einem Wasserbad zur Erstarrung abgekühlt. Die erforderliche Kühlung wird durch eine Kälteanlage bereitgestellt.

Die KRS Kunststoff-Recycling & Service GmbH in Spenge/Westfalen erzeugt hochwertige, sortenreine Kunststoff-Rezyklate und Granulate als Sekundärrohstoffe. L&R Kältetechnik hat für das Unternehmen eine Kälteanlage projektiert, die mit verringerter Kältemittelmenge arbeitet und mit einer innovativen Wasseraufbereitung ausgestattet ist.

Daten und Fakten zum Projekt

Projekt Prozesskühlung

Mit ihren Dienstleistungen schließt die KRS Kunststoff Recycling & Service GmbH den Werkstoffkreislauf. Kunststoff-Schneidmühlen vermahlen die (möglichst sortenreinen) Reststoffe, die nach der Zerkleinerung aufgeschmolzen und extrudiert, also durch Düsen gepresst werden. Nach der Erstarrung in einem offenen Wasserbad werden sie zu homogenem Granulat zerkleinert und können in der Produktion des Kunden weiterverarbeitet werden.

Kühlung von 30.000 l Wasser pro Stunde

Weil der Kunststoff während der Erstarrung Wärme einträgt, muss bei diesem Prozess das Wasserbad kontinuierlich gekühlt werden. Dazu besteht aus kältetechnischer Sicht die Aufgabe darin, rund 30.000 l Wasser pro Stunde mit einer Temperatur von 20 °C zuverlässig auf 15 °C zu kühlen. Für diese Aufgabe projektierten die L&R-Ingenieure eine Kälteanlage mit einer Kühlleistung von 170 kW, die komplett in einen Container eingebaut und im Inneren der Halle untergebracht ist (Abbildung 1).

Kältetechnik Wasserbadkühlung
Abbildung 1: Die Kältetechnik zur Badkühlung wurde in einem Container untergebracht und anschlussfertig angeliefert.

Im Außenbereich befindet sich die zur Kälteanlage zugehörige, kombinierte Kondensator- und Freikühlung mit einer Kühlleistung von 2 x 115 kW (Abbildung 2). Die Freikühlung ermöglicht es dem Anwender, einen Teil der zur Rückkühlung des Wassers benötigten Kälte ohne Betrieb des Verdichters der Kälteanlage aus der Umgebungsluft zu entnehmen. Dabei ist die Kühlleistung der freien Kühlung abhängig von der Außentemperatur: je niedriger diese ist, umso mehr Kälteleistung kann der Außenluft entzogen werden. Bei der KSR beginnt die freie Kühlung ab einer Außentemperatur von 18 °C. Bei einer Außentemperatur von weniger als 10 °C reicht die Leistung der freien Kühlung vollständig zur Wasserkühlung aus, dann wird die Kältemaschine abgeschaltet. Das spart Energie und verringert die CO2-Emmissionen.

Freikühlung und Kondensatorkühlung
Abbildung 2: Die kombinierte Frei-/ Kondensatorkühlung wird über einen separaten Wasserkreislauf in den Kühlkreislauf integriert. Das reduziert die Kältemittelmenge.

Als Kältemedium kommt das nicht brennbare A1-Kältemittel R513A (50 % R134A und 50 % R1234yf, GWP-Wert 631) zum Einsatz, das auch einen energieeffizienten Anlagenbetrieb gewährleistet. Ein zusätzlicher Wärmeübertrager, der die Wärme vom Kältemittel auf einen sekundären Wasserkreislauf transferiert, ermöglicht eine deutliche Verringerung der Kältemittelmenge im System.

Wasseraufbereitung mit pulsierenden elektromagnetischen Feldern

Eine zweite Besonderheit, die L&R bei der Anlage für KRS realisiert hat, betrifft die Wasseraufbereitung. Weil das Wasser im offenen Bad sowohl mit Luftsauerstoff als auch mit UV-Strahlen in Kontakt kommt, können sich Verunreinigungen wie Algen vermehren und die Wasserqualität erheblich verschlechtern. Verhindert wird dies durch ein von L&R entwickeltes Aufbereitungsmodul. Kernelement dieses Moduls (Abbildung 3) ist eine kompakte Einheit, die das Wasser permanent mit wechselnd-pulsierenden elektromagnetischen Feldern beaufschlagt. Dadurch werden Ablagerungen und Korrosion sowie Biofilme und Verschlammungen im gesamten Wasserkreislauf abgelöst und im Wasser gehalten. In zirkulierenden Systemen, zum Beispiel zum Kühlen und Heizen, hält ein Hochleistungs-Industriefilter die gelösten Verunreinigungen zurück. Bei offenen Systemen, wie hier bei KRS, werden die Verunreinigungen sukzessive herausgespült.

Chemiefreie Wasseraufbereitung
Abbildung 3: Die chemiefreie Wasseraufbereitung wurde ebenfalls in den Container integriert. (Alle Abb. © L&R Kältetechnik)

Das Modul arbeitet ohne Chemikalien und abgesehen von den Filterelementen auch wartungsfrei. Es gewährleistet so eine dauerhafte Verbesserung der Wasserqualität und damit eine ebenso dauerhaft hohe Effizienz der Wärme- und Kälteübertragung.

Die L&R Kältetechnik
In enger Zusammenarbeit mit den Kunden entwickelt die 1991 gegründete L&R Kältetechnik mit 137 Mitarbeitern energieeffiziente Gesamtkonzepte, die in ihrer langfristigen Wirkung eine hohe Effizienz erreichen. Das Angebot umfasst Kühl- und Temperiersysteme in verschiedenen Ausführungs- und Leistungsvarianten sowie die Anlagen-Inbetriebnahme, Anlagen-Inspektion und die Optimierung von bestehenden Anlagen. Das Temperaturspektrum reicht von -120 °C bis +350 °C. Spezialisiert ist das Unternehmen auf Lösungen für die Branchen Kunststoff- und Kautschukindustrie, Oberflächen- und Galvanotechnik, Lebensmittelindustrie, Chemie- und Pharmaindustrie, Medizintechnik, Metallverarbeitung, Anlagen- und Maschinenbau.

Autor: Michael Frye, Vertrieb Industriekälteanlagen L&R Kältetechnik GmbH & Co.KG

Der Beitrag wurde von der L&R Kältetechnik für cci Wissensportal zur Verfügung gestellt. (Stand: Oktober 2021)

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