Projekt 24721/01

Kühlung von Laseranlagen auf Basis von Gasabsorptionswärmepumpen mit Abwärmenutzung

Projektträger

Ludwig Michl Apparate-, Geräte- und Maschinenbau GmbH
Weyarner Str. 1
83629 Weyarn
Telefon: 08020 / 9083-61

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Im Rahmen des Projektes wird die Anwendung von Gasabsorptionswärmepumpen auf die Wärmeintegration (gleichzeitiger Bedarf von Kälte und Wärme) im industriellen Maßstab untersucht. Als Wärme-spender dienen Laser-Blechbearbeitungsmaschinen, als Wärmekonsument die Waschstufe einer Pulverbeschichtungsanlage sowie die nachgeschaltete Haftwassertrocknung. Die Wärmeintegration führt dabei zu einer Verringerung des Stromverbrauchs bei den bisher luftgekühlten Laser-Maschinen sowie zu einer Senkung des Primärenergiebedarfs beim Aufheizen der Waschflüssigkeit in der Pulverbeschichtung.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenZu Beginn steht vor allem das Engineering der geplanten Verbundanlage an. Die Dimensionierung und Auslegung von Wärmetauschern, Rohrleitungen, Rückkühleinrichtungen muss dabei für alle möglichen Lastfälle (unsymmetrischer Kälte-/Wärmebedarf) erfolgen.

Nach Installation der Wärmepumpen-Module wird die Praxistauglichkeit der Gesamtanlage untersucht und anhand von Messungen u. ä. ausgewertet. Die Ergebnisse fließen dabei in die Regelungssoftware ein.


Ergebnisse und Diskussion

Im Projekt sollte die Eignung von Gasabsorptionswärmepumpen zur Bereitstellung von industrieller Kälte und Wärme geprüft werden.

Die Projektanlage konnte erfolgreich im Zeitplan realisiert werden. Der Betrieb wurde noch im Projektzeitraum für 5 Monate unter verschiedensten Umgebungsbedingungen (Sommer/Winter, nur Kältebedarf, Kälte- & Wärmebedarf, unterschiedliche Lastanforderungen) beobachtet.

Aufgrund der starken Schwankungen im Kälte- und Wärmebedarf musste die Regelung der Anlage erst erlernt werden. Die apparative Auslegung (Anzahl der Wärmepumpenaggregate, Größe der Puffer-tanks, Pumpenkapazitäten) der Anlage erwies sich dabei als richtig. Die Regelung der Anlage wurde - entgegen der ursprünglichen Idee - nicht alleine über die vom Wärmepumpenhersteller gelieferten Regelmoduls realisiert, sondern über eine eigene Software zur Datenerfassung und übergeordnete Online-Steuerung ausgeführt.

Ein relativ großer Teil des Gesamtinvestitionsaufwands dient der Bewältigung asymmetrischer Lastzustände. Eine rein symmetrische Kälte-Wärme-Produktion wäre durchaus einfacher abzubilden, liegt aber wohl in selten einem industriellen Anwendungsfall vor.

Die Resonanz bei Flüssiggas- und Erdgasversorgern zeigt die Relevanz und das industrielle Interesse Kälte durch Gasabsorptionswärmetechnik zu erzeugen. Besonders in Anwendungsfällen, in denen auch die warme Seite genutzt werden kann, ist diese Technik empfehlenswert.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Die Anlage wurde im Rahmen mehrerer Pressetermine der Öffentlichkeit vorgestellt. Des Weiteren wurden die Vertriebsmitarbeiter zweier Gaslieferanten (Tyczka, Erdgas-Südbayern) in halbtägigen Schulungen über die Anlage informiert, um den Außendienst bzw. Servicestellen die Grundlagen zu vermitteln, um weitere derartige Anwendungsfälle zu akquirieren.


Fazit

Nach den zu erwartenden Anfangsschwierigkeiten läuft die Anlage jetzt ohne gravierende Probleme und liefert Kälte im ausreichenden Maße. Auf der warmen Seite konnte der Bedarf (Waschanlage) im Vorhinein schwer abgeschätzt werden und stellte sich jetzt real als geringer heraus. Damit steht noch übrige Wärme zur Verfügung.
Eine spürbare Einsparung im Stromverbrauch kann anhand der Zählerdaten derzeit noch nicht erkannt werden. Dies ist allerdings mit stark schwankenden und einer im Projektzeitraum gestiegenen Auslastung der Firma (teilweise 3-schichtig) zu erklären. Auch ist die Leistung der Pumpen in der neuen Kammerwaschanlage nicht vernachlässigbar.
Abgesehen von kleineren Änderungen (z.B. mehr Schaltmöglichkeiten / Verrohrung) würde der Bewilligungsempfänger die Anlage genauso wieder errichten. Bzgl. des Handlings der Anlage mit ihrem dynamischen und wechselhaften Anforderungen (Kälte + Wärme) gab es große Lerneffekte bei allen Beteilig-ten (auch Lieferanten), die für weitere Anlagen sehr hilfreich sein werden.

Übersicht

Fördersumme

32.925,00 €

Förderzeitraum

30.11.2006 - 30.11.2007

Bundesland

Bayern

Schlagwörter

Klimaschutz
Ressourcenschonung
Umweltforschung
Umwelttechnik