Die Stadt Bietigheim-Bissingen bietet mit dem Kronenzentrum eine Veranstaltungshalle für alle Anlässe: Konferenzen, Konzerte, Tanzveranstaltungen, Theateraufführungen, Messen und Ausstellungen sowie Familienfeiern finden in Bietigheim-Bissingens größter Veranstaltungshalle das passende Ambiente in zentraler Lage in der Bietigheimer Altstadt. Bedingt durch die hohe Anzahl der Veranstaltungen gestaltete sich der Austausch der Kältetechnik dementsprechend herausfordernd.
Die vorhandene Kältemaschine mit dem Kältemittel R22 war schon längere Zeit außer Betrieb. Zunächst sollte sie durch einen R410A-Kaltsolesatz ersetzt werden. Hierzu wurden zu Beginn der Planungsphase zwei Varianten mit R410A betrachtet. Mit einer R410A-Anlage in gesplitteter Ausführung wäre bei einer Füllmenge von ca. 200 kg Kältemittel ein GWP von 417 600 (!) zusammengekommen. Die zweite Variante als Kompaktmaschine mit ca. 30 kg Füllmenge hatte noch immer einen GWP von 62 640 vorzuweisen. Dieser Plan wurde jedoch nach der Beratung durch Skadec wieder verworfen. Der ausgeführte R290-Kaltsolesatz mit 5 kg Füllmenge pro Kältekreislauf kommt auf einen GWP von 45 und ist damit wesentlich umweltfreundlicher als die R410A-Varianten.
Bild: Kratschmayer
Auch öffentliche Auftraggeber können mit besonders energieeffizienter Anlagentechnologie und natürlichen Kältemitteln Projekte vom Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) gefördert bekommen. In Summe hat die Stadt Bietigheim durch das nachhaltige Anlagenkonzept 43 000 € Fördermittel erhalten. Dadurch wurde die zukunftssichere Investition zusätzlich deutlich günstiger als beim Einsatz eines HFKW/HFO-Kältemittels.
Das nachhaltige Konzept von Skadec basiert auf einem Propan-Kaltsolesatz mit drei redundanten Kreisläufen. Propan wird als natürliches Kältemittel auch in Zukunft nicht von den Beschränkungen und Verboten der F-Gase-Verordnung betroffen sein. Durch die Teilung der Kälteleistung in drei redundante Kreise ist in jedem Kreislauf nur 5 kg Kältemittel erforderlich.
Für die optimale bedarfsgerechte Regelung der Kältemaschine werden drei frequenzgeregelte Bitzer-Hubkolbenverdichter eingesetzt. Durch die optimale Lastanpassung wird ein Takten der Verdichter vermieden. Die Energieeffizienz der Anlage ist dadurch besser und die Anlagenlebensdauer wird deutlich erhöht. Um die Anlageneffizienz zu optimieren wurde jeder Kreis mit einem inneren Wärmetauscher ausgestattet. Die Microchannel-Verflüssiger in Kombination mit ebm-papst-EC-Ventilatoren steigern zusätzlich die Leistungszahl des Kaltsolesatzes. Insgesamt stehen 290 kW Kälteleistung zur Verfügung. Die Dimensionierung der einzelnen Kältekreise ist so kalkuliert, dass das Kronenzentrum auch beim Ausfall eines Kältekreislaufs an Sommertagen mit über 30 °C noch ausreichend klimatisiert werden kann. Die integrierte SPS-Maschinenregelung auf Industriestandard garantiert Betriebssicherheit und Anlagenverfügbarkeit. Die Bedienung erfolgt intuitiv auf einem Touch Panel, sodass Monteure selbst ohne Betriebsanleitung schnell Einstellungsänderungen tätigen können und die richtigen Betriebsparameter finden.
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Dem Verbrauchernetz ist ein mit Glykol befülltes Sekundärnetz mit zwei 1500-Liter-Pufferspeichern vorgeschaltet. Das zugehörige Hydraulikmodul ist im Kaltsolesatz integriert und mit einer frequenzgeregelten Wilo-Hocheffizienzpumpe ausgestattet.
Das Projekt beinhaltete die Demontage der alten Kältemaschine und Hydraulik im Technikraum. Diese gestaltete sich aufwendig, da alle Komponenten zum Abtransport über das Dach mit Kran zerlegt werden mussten. Wegen der Brennbarkeit von Propan wurde die neue Kältemaschine auf dem Dach aufgestellt. Im Technikraum befinden sich weiterhin die Pufferspeicher, Pumpen und Wärmetauscher zur Systemtrennung. Die hydraulische Verrohrung ist in WIG-geschweißtem Stahlrohr ausgeführt. Zur Einbringung der Großkomponenten und zum Absetzen der Kältemaschine auf dem Dach waren umfangreiche Straßensperrungen in der Altstadt Bietigheims notwendig. Der neue Aufbau ist wesentlich servicefreundlicher, da die Anlagenkomponenten nun gut zugänglich sind.
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Die Maschine wurde auch hinsichtlich des Schalldruckpegels speziell im Nachtbetrieb optimiert, um der Innenstadtlage gerecht zu werden. Zusätzlich zur SPS-gestützten Maschinenreglung wurde auch zur Reglung des Sekundärkreislaufes die Softwarelösung von Skadec eingesetzt. Der Einbau eines Zusatzmoduls für das Puffermanagement erfolgte in einem separaten innenaufgestellten Schaltschrank. Das Modul überwacht und steuert zwei Kältepufferspeicher sowie alle zugehörigen Ventile und Ladepumpen. Die direkte Kommunikation zum Kaltsolesatz ermöglicht es zur weiteren Energieoptimierung der Gesamtanlage, verschiedene Prozesssollwerte wie beispielsweise die Vorlauftemperatur des Kaltsolesatzes permanent den gegebenen Anforderungen anzupassen. Zusätzlich überwachen die beiden Gewerke sich gegenseitig im Hinblick auf Funktion und Prozesssicherheit. Das im Schaltschrank verbaute 15"-Touch-Panel erlaubt es dem Bediener, komfortabel auf die Visualisierung beider Gewerke zuzugreifen und diese vor Ort zu bedienen.
Das Skadec-Sicherheitskonzept war bei diesem Objekt sehr einfach umzusetzen. Betrachtet wurden die Risiken bei einer Außenaufstellung mit sehr geringer Kältemittelfüllmenge. Der Zugang auf das Dach ist beschränkt und nur für unterwiesenes Personal möglich. Des Weiteren ist innerhalb der Maschine ein Propan-Gassensor installiert, der über zwei Schaltstufen die Anlage spannungsfrei schaltet. Die EX-geschützten Anlagenbauteile sind mit einer separaten Zuleitung versorgt. Ein integrierter EX-Lüfter belüftet das Gehäuse und garantiert, dass sich kein explosives Gemisch bilden kann.
Fazit:
Durch das von der BAFA geförderte Anlagenkonzept mit natürlichem Kältemittel konnte die Stadt Bietigheim die geplanten Investitionskosten reduzieren und gleichzeitig einen Beitrag zum Klimaschutz leisten. Auch langfristig wird sich durch den Einsatz von neuester Regelungstechnik und perfekter Abstimmung der Gewerke die Investition positiv bemerkbar machen. Ziel ist es, die Betriebssicherheit zu steigern und Betriebskosten zu reduzieren. Die komfortablen Bedienmöglichkeiten der Anlage sowie der Platzgewinn durch Verlagerung der Kältemaschine in den Außenbereich erleichtern zusätzlich die Wartungsarbeiten.■
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Kratschmayer
