{"id":6980,"date":"2020-10-08T09:03:06","date_gmt":"2020-10-08T07:03:06","guid":{"rendered":"https:\/\/beta.compact-kaeltetechnik.de\/?p=6980"},"modified":"2020-10-08T09:03:06","modified_gmt":"2020-10-08T07:03:06","slug":"artikel-nh3-kws","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.compact-kaeltetechnik.de\/de\/news\/artikel-nh3-kws\/","title":{"rendered":"Neue Ammoniak-Anlage f\u00fcr die Herbsth\u00e4user Brauerei"},"content":{"rendered":"

Die Herbsth\u00e4user Brauerei steht f\u00fcr Tradition und starker Bekenntnis zu ihren Wurzeln, und einem klaren Blick auf hochwertige Qualit\u00e4t der Produkte. Was in diesem Fall dem Bier gelten soll, l\u00e4sst sich aber auch auf die K\u00e4ltetechnik \u00fcbertragen. Die Brauerei plante eine zentrale Ammoniak K\u00e4lteanlage, um die bestehende alte und mit HFKW-haltigem K\u00e4ltemittel betriebene K\u00e4lteanlage au\u00dfer Betrieb nehmen zu k\u00f6nnen. Daf\u00fcr lieferte der Anlagenbauer proweps aus Biberach in Zusammenarbeit mit dem K\u00e4ltemaschinenhersteller compact K\u00e4ltetechnik aus Dresden einen 175 kW Ammoniak Kaltwassersatz mit W\u00e4rmer\u00fcckgewinnung. <\/strong><\/p>\n<\/div>

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K\u00e4ltemaschinen, die mit Ammoniak betrieben werden, haben eine sehr lange Tradition in der K\u00e4ltetechnik. In der heutigen Zeit und dem Streben nach umweltfreundlichen und nachhaltigen Varianten der K\u00e4lteerzeugung ger\u00e4t das nat\u00fcrliche K\u00e4ltemittel Ammoniak (R717) immer mehr in den Fokus der Betreiber von K\u00e4ltemaschinen und den Anlagenbauern. Mit einem GWP (Global Warming Potential) von 0 ist es eine der \u00f6kologischsten und am langfristigsten einsetzbaren K\u00e4ltemittel. Aufgrund der hervorragenden thermodynamischen Eigenschaften von Ammoniak wird in der K\u00e4ltetechnik, ebenso wie beim Bier-Brauen in der Brauerei, nicht auf die n\u00f6tige Qualit\u00e4t verzichtet.<\/p>\n<\/div>

Die Herbsth\u00e4user Brauerei (www.herbsthaeuser.de<\/a><\/u>) betrieb insgesamt 3 K\u00e4lteanlagen: Eine Ammoniak-K\u00e4lteanlage zur K\u00fchlung der Lagertanks, eine R404A-K\u00e4lteanlage zur Raumk\u00fchlung und K\u00fchlung der G\u00e4rtanks sowie eine Propan-K\u00e4lteanlage zur Brauwasserk\u00fchlung.<\/p>\n

Die im Bestand installierte Ammoniakk\u00e4lteanlage wurde in den 1990-er Jahren gebraucht gekauft. Sie befindet sich nicht mehr auf dem heutigen Stand der Technik und arbeitet in Bezug auf Betriebstemperaturen und -dr\u00fccken in einem ung\u00fcnstigen Bereich. Das hat zur\u00a0 Folge, dass die Leistungsziffer (COP) – die erzeugte K\u00e4lteenergie im Verh\u00e4ltnis zur aufgenommenen elektrischen Energie – niedrig ist. Der energetische Vorteil, den das K\u00e4ltemittel Ammoniak (NH3) bietet, kommt aufgrund der Betriebsweise nicht zum Tragen.<\/p>\n<\/div><\/div><\/div>

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175 kW Ammoniak Kaltwassersatz mit W\u00e4rmer\u00fcckgewinnung und Vorverdrahtung von compact K\u00e4ltetechnik im Auslieferungszustand<\/p>\n<\/div><\/div><\/div>

Ursache sind neben der zu gering bemessenen Fl\u00e4che des W\u00e4rme\u00fcbertragers auch alterungsbedingte Erscheinungen, wie starke Verkrustungen und Schmutzschichten. Eine Sanierung und Kapazit\u00e4tsanpassung dieser Anlage w\u00e4re sehr kostenintensiv und im laufenden Produktionsbetrieb kaum m\u00f6glich. Die Abw\u00e4rme der K\u00e4lteanlage, die Verfl\u00fcssigungsw\u00e4rme, wird \u00fcber einen sogenannten Verdunstungsverfl\u00fcssiger an die Umgebung abgegeben. In diesem Ger\u00e4t wird Wasser \u00fcber ein geschlossenes Rohrschlangensystem \u2013 in dem der K\u00e4ltemitteldampf kondensiert \u2013 gespr\u00fcht. Seit 2017 fallen Verdunstungsverfl\u00fcssiger unter die 42. BImschV. Die Brauerei ist deshalb verpflichtet, regelm\u00e4\u00dfige Wasseranalysen durchzuf\u00fchren und den Wasserkreislauf warten und pr\u00fcfen zu lassen. Dadurch entstehen neben den Frischwasser- und Aufbereitungskosten auch deutlich h\u00f6here Wartungs- und Pr\u00fcfungskosten.<\/p>\n

Die bestehende R404A-Anlage, welche im Jahr 1997 installiert wurde, nahm aufgrund des allgemeinen Zustands und des Alters der Anlage in den letzten Jahren an St\u00f6ranf\u00e4lligkeit stark zu. Somit konnte die Betriebssicherheit insbesondere in den hei\u00dfen Sommermonaten nicht gew\u00e4hrleitet werden. Aufgrund des recht hohen GWP von 3920 ist R404A durch das Inkrafttreten der F-Gase Verordnung keine langfristige und umweltfreundliche L\u00f6sung.<\/p>\n

Die Propan K\u00e4lteanlage wurde erst im Jahr 2015 in Betrieb genommen. Es handelt sich um eine Kompaktk\u00e4lteanlage mit der geringsten K\u00e4lteleistung (ca. 60 kW) im Vergleich zu den zuvor beschriebenen anderen beiden K\u00e4lteanlagen. Die Kompaktanlage wird im dem klimafreundlichen K\u00e4ltemittel Propan betrieben und ist somit konform zur F-Gase Verordnung.<\/p>\n<\/div><\/div><\/div>

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Alte Ammoniak K\u00e4lteanlage von vor 1990 ist nicht mehr auf de heutigen Stand der Technik.<\/p>\n<\/div><\/div><\/div>

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Die St\u00f6ranf\u00e4lligkeit der R404 Anlage war sehr hoch.<\/p>\n<\/div><\/div><\/div>

Zielsetzung der Brauerei war der Neubau einer zentralen K\u00e4lteanlage, die die alten Ammoniak und HFKW (R404A) K\u00e4lteanlagen ersetzt. Gleichzeitig sollte die Kapazit\u00e4t so ausgebaut werden, um zu einem sp\u00e4teren Zeitpunkt auch die Propananlage ersetzen zu k\u00f6nnen. Durch einen wirtschaftlichen und energetisch auf den heutigen Bedarf der Brauerei abgestimmten Betrieb der K\u00e4lteanlage sollen k\u00fcnftig neben Stromkosten und Wasser-\/Aufbereitungskosten auch die internen Wartungskosten reduziert werden. Eine W\u00e4rmer\u00fcckgewinnung aus der Abw\u00e4rme der K\u00e4lteanlage soll dazu beitragen, das vorhandene W\u00e4rmedefizit in der Brauerei teilweise zu mindern.<\/p>\n

Die Brauerei setzte sich f\u00fcr die Umsetzung dieses Vorhabens fr\u00fchzeitig mit dem Anlagenbauer proweps (www.proweps.com<\/a><\/u>) aus Biberach in Verbindung. Deren Expertise in der Planung und Ausf\u00fchrung verschiedener Projekte f\u00fcr Brauereien erwies sich als richtige Entscheidung bei der Realisierung des Projektes. Die Entscheidung Ammoniak als K\u00e4ltemittel einzusetzen war schnell getroffen und so ging es an die Detailplanung der Maschine. Mit diesem Schritt k\u00f6nnen zugleich auch die Anforderungen der F-Gase-Verordnung erf\u00fcllt werden, indem die mit HFKW-haltigem K\u00e4ltemittel betriebene K\u00e4lteanlage au\u00dfer Betrieb genommen wird.<\/p>\n

Aufgrund der individuellen Rahmenbedingungen setzte sich proweps mit dem K\u00e4ltemaschinenbauer compact K\u00e4ltetechnik (www.compact-kaetetechnik.de<\/a><\/u>) in Verbindung und entwickelte gemeinsam mit den dortigen Ingenieuren die optimale L\u00f6sung f\u00fcr diese Anwendung. Dabei standen vor allem die Platzverh\u00e4ltnisse, die Ausf\u00fchrung der Maschine und die Effizienzsteigerung durch eine W\u00e4rmer\u00fcckgewinnung im Fokus.<\/p>\n

Das Herzst\u00fcck des neuen K\u00e4ltekreislaufes bilden die gr\u00f6\u00dften von Bitzer verf\u00fcgbaren offenen Hubkolbenverdichter. In Verbundschaltung sorgen diese f\u00fcr eine K\u00e4lteleistung von rund 175 kW. Der Antrieb erfolgt dabei jeweils \u00fcber einem Normmotor mit 30 kW mechanischer Antriebsleistung. Die Anpassung an die jeweiligen Lastverh\u00e4ltnisse erfolgt hier mittels Frequenzumrichter je Antriebseinheit. Dadurch l\u00e4sst sich in einem sehr weiten Anwendungsbereich die tats\u00e4chliche Leistung stufenlos an die geforderte anpassen. Anfallende Abw\u00e4rme von ca. 30 kW wird auf dem Temperaturniveau von 40\/55 \u00b0C in einem Plattenw\u00e4rme\u00fcbertrager dem Heizkreislauf zur Verf\u00fcgung gestellt. H\u00f6here Heizvorlauftemperaturen sind dabei problemlos m\u00f6glich und bei der Verwendung von Ammoniak als K\u00e4ltemittel auch \u00fcblich. Die verbleibende Kondensationsw\u00e4rme wird \u00fcber einen au\u00dfen aufgestellten, luftgek\u00fchlten Axialverfl\u00fcssiger abgef\u00fchrt. Dieser besitzt zus\u00e4tzlich eine integrierte Rohrschlange als zweiten W\u00e4rme\u00fcbertrager, um die Zylinderkopfk\u00fchlung der Verdichter zu realisieren und dadurch letzten Endes den Verdichter vor zu hohen Temperaturen zu sch\u00fctzen. Bei hohen Kondensationstemperaturen im Sommer kann damit die theoretische Verdichtungsendtemperatur um 25K gesenkt werden. Die erforderte Effizienz dieser R717 Anlage konnte mit einem \u00fcberfluteten Plattenw\u00e4rme\u00fcbertrager umgesetzt werden. Konkret wird 35%iges Propylenglykol mit Vor- und R\u00fccklauftemperaturen von -2 \u00b0C auf -5\u00b0C gek\u00fchlt. Der \u00fcberflutete Anlagenbetrieb erm\u00f6glicht eine sehr geringe Temperaturdifferenz zwischen Soleaustrittstemperatur und Verdampfungstemperatur. Die im Vergleich zur trockenen Verdampfung hohe Verdampfungstemperatur ist der entscheidende und grunds\u00e4tzliche Vorteil dieser Bauart. Die \u00d6lr\u00fcckf\u00fchrung wurde auf bew\u00e4hrte Weise mittels einem elektronischem Niveausensor unterhalb des Verdampfers ausgef\u00fchrt. Der horizontale Abscheider oberhalb des Verdampfers verhindert das Mitreisen von Fl\u00fcssigkeitstr\u00f6pfchen w\u00e4hrend des \u00fcberfluteten Verdampfungsprozesses. Die Kaltsoleanschl\u00fcsse des Verdampfers sind mit Flanschen ausgef\u00fchrt und bilden so eine klare Schnittstelle f\u00fcr die bauseitigen Gewerke. Komplettiert wurde die Fertigung der Anlage mit der in Dresden vorbereiteten und ma\u00dfgeschneiderten Verdrahtung der elektrischen Komponenten. Vor Ort konnte somit die vorbereitete Verdrahtung z\u00fcgig auf den Schaltschrank aufgelegt werden.<\/p>\n

Die Vorteile f\u00fcr den \u00fcberfluteten Betrieb mit dem nat\u00fcrlichen K\u00e4ltemittel Ammoniak lassen sich unter Gesichtspunkten der Effizienz wie folgt zusammenfassen:<\/p>\n