Bei industriellen Fertigungsprozessen entsteht Abwärme, die oft ungenutzt an die Umwelt abgegeben wird. Die Sero GmbH & Co. KG aus Rohrbach ist ein Fertigungsdienstleister der EMS-Branche. Mit Dienstleistungen für elektronische Komponenten und moderne Management-Strukturen ist das inhabergeführte Unternehmen ein Geschäftspartner für Kostensenkungen. Das stetige Wachstum in der Herstellung elektronischer Bauteile machte die Erweiterung der Produktion um einen Neubau für weitere Fertigungsstraßen erforderlich.
Die Herausforderung bei diesem Projekt war, die bei den voll automatisierten Fertigungsprozessen entstehende Abwärme kontinuierlich abzuführen und für die Beheizung des Bürogebäudes zu nutzen. Gleichzeitig kann dadurch das Ziel der Betriebskostenoptimierung im eigenen Unternehmen erreicht werden. Hierfür wurde ein gebäudetechnisches Konzept erstellt, bei dem die Hauptlast der Produktionswärme über VRF-Klimasysteme abgeführt wird. Dabei wird die Wärme nicht wie sonst üblich an die Außenluft abgegeben, sondern kann zum Heizen des ebenfalls neu erstellten Büro- und Verwaltungsgebäudes genutzt werden. Ergänzt wird das Konzept von einer raumlufttechnischen Anlage, bei der die Frischluft im Wärmetauscher der Lüftungsanlage mit Hilfe von Klimaaußengeräten vorkonditioniert wird.
Wärmerückgewinnung reduziert Betriebskosten
Zum Einsatz kommt ein „VRF R2“-System aus der „City Multi“-Serie von Mitsubishi Electric zum Kühlen und Heizen im Simultanbetrieb mit Wärmerückgewinnung. Die „VRF R2“-Serie wurde als energiesparendes und umweltfreundliches sowie komfortables System für Gebäude entwickelt, in denen eine gleichzeitige Nutzung von Kälte- und Wärmeleistung erfolgen soll. Als Außengeräte stehen vier Außeneinheiten in unterschiedlichen Leistungsstufen auf dem Dach der Produktionshalle zur Verfügung. Zur Wärmerückgewinnung werden zwei zentrale Kältemittelverteiler (BC-Controller) eingesetzt, in denen die Phasentrennung des verwendeten Kältemittels zwischen Innen- und Außengeräten stattfindet.
Beide Stockwerke werden mit jeweils zehn 4-Wege-Deckenkassetten gekühlt. Zur gleichmäßigen Wärmeabführung sind die Inneneinheiten in je zwei Reihen a fünf Geräten montiert. Jedes Innengerät verfügt über eine Kälteleistung von 10 kW. In den BC-Controllern wird die überschüssige Wärmeenergie je nach Anforderung zu sechs Wasserwärmeübertrager-Einheiten (HEX-Units) geleitet. Dort wird die Wärmeenergie vom Kältemittel über einen Wärmeübertrager auf das Heizungswasser übertragen und in einen Pufferspeicher transportiert.
Je nach Anforderung wird die benötigte Wärme von dort in die entsprechenden Heizkreise der Büro- und Verwaltungsräume geführt. Dort sorgt eine Fußbodenheizung für angenehme Raumtemperaturen bei niedrigen Außentemperaturen. Als Flächenheizung nutzt die Fußbodenheizung sehr energetisch die aus der Wärmepumpe bzw. durch Wärmerückgewinnung gewonnene Heizenergie. Im Sommer werden die Räume der Verwaltung mit 4-Wege-Klimadeckenkassetten im Eurorastermaß gekühlt.
Die Innengeräte sind wie die Deckenkassetten in der Werkshalle in das R2-System eingebunden und tragen zur Wärmerückgewinnung und zur Energiekostenersparnis bei. In dem neuen Gebäudeabschnitt konnte auf herkömmliche Wärmeerzeuger auf Basis fossiler Energieträger vollständig verzichtet werden. Die Wärmerückgewinnung spart dem Unternehmen somit die Energiekosten und darüber hinaus die Investition in einen klassischen Wärmeerzeuger. Zur Steuerung und Überwachung aller Endgeräte ist die Klimaanlage in eine Systemfernbedienung vom Typ „EB-50GU“ integriert.
Kälte- und Wärmeerzeugung für Lüftungsanlage
Ergänzt wird das wirtschaftliche Gebäudeenergiekonzept von einer raumlufttechnischen Anlage, die die Produktionshallen über eine zentrale Lüftungsanlage mit Frischluft versorgt. Die Zuluft wird von vier Split-Klimageräten mit optimierter Wärmepumpenfunktion aus der Mr. Slim Serie mit Zubadan Inverter von Mitsubishi Electric vorkonditioniert. Die Außeneinheiten sind als Vierer-Kaskade an das Wärmeregister angeschlossen und können durch die Kaskadierung gleichzeitig im Teillastbetrieb gefahren werden. Das ist effizienter als ein Modul im Volllastbetrieb arbeiten zu lassen.
Die Regelung erfolgt über eine spezielle Software, die in Abhängigkeit der Leistungsaufnahme der Außengeräte, der momentanen Heiz- und Kühlleistung und der Außentemperatur den maximal erreichbaren Coeffecient of Performance (COP) oder den Energy Efficient Ratio (EER) errechnet und die Anlage steuert. Um die Wärmeversorgung auch bei einer Außentemperatur von -25 °C zu gewährleisten und die volle Heizleistung bis zu einer Temperatur von -15 °C sicherzustellen, sind die Außengeräte mit Zubadan Inverter-Technologie ausgestattet.
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