Springe auf Hauptinhalt Springe auf Hauptmenü Springe auf SiteSearch
Versorger verwendet Monitore für verschiedene Kältemittel

Kontinuierliche dezentrale Überwachung

Xcel Energy mit etwa 12 000 Mitarbeitern hat seinen Hauptsitz in Minneapolis, Minnesota, und ist der größte Elektrizitätsversorger in Colorado. Das Unternehmen liefert zudem Strom und Erdgas in acht Bundesstaaten im nördlichen mittleren Westen und im Südosten der USA. Insgesamt werden über 3,6 Mio. Elektrokunden und 2 Mio. Erdgaskunden versorgt. Xcel Energy will bis 2030 eine Kohlenstoffreduzierung von 80 Prozent auf dem Niveau von 2005 erreichen und bis 2050 seine Kunden mit vollkommen kohlenstofffreier Elektrizität versorgen.

Nachteilige Insellösungen bei der Kältemittelüberwachung

Im Kühlwasser-Versorgungsgebäude von Xcel Energy in der Stadtmitte von Denver, war die Kältemittelüberwachung zu aktualisieren und zu erneuern. Denn die bisher verwendeten verschiedenen Typen von Kältemittelüberwachungs­systemen boten keine Möglichkeit zur Kommuni­kation zwischen den verschiedenen Ver­sorgungsanlagen in der Stadt. Es mussten ständig Durchgänge in fünf separaten Gebäuden durchgeführt werden, um den Zustand und die Funktionsfähigkeit von 16 Kälteanlagen samt der damit verbundenen Geräte ebenso zu prüfen, wie die Kältemittelsysteme.

Ferner mangelte es an kontinuierlicher Überwachung und an Daten, um eventuelle Kältemittellecks identifizieren zu ­können. Dies, sowie unzureichende Konsistenz und Zuverlässigkeit der Kältemittelausrüstungen in den Werksanlagen, erschwerten die Fehlersuche und die Beschaffung
der richtigen Ersatzteile von den Geräteherstellern. Dies wiederum führte zu Mängeln bei der Verwendung, Überwachung und Kommunikation sowie zu Ineffizienz bei der Wartung und den Reparaturen und – was noch wichtiger war – zu potenziellen Sicherheitsproblemen.

Umfassendes Kältemittel-Erkennungssystem

Heute verwendet Xcel Energy an seinen fünf Standorten Kältemittelmonitore, um die Kälteanlagen zu überwachen. Jedes Werk hat einen eigenen Multi-Zonen (MZ) Halogen­gasmonitor und alle kommunizieren mit dem Gebäudeleitsystem, das auch die Kälte­mittelmesswerte überwacht und aufzeichnet. Damit kann jedes Werk kontinuierlich potenzielle Kältemittellecks erkennen.

Die Kältemittelmonitore beinhalten einen NDIR-Infrarotsensor, der eine frühzeitige Kältemittelleckerkennung ab Werten von 1 ppm ermöglicht und eine Pumpe für eine schnelle, sequenzielle Probenahme an bis zu 16 Stellen.

Insgesamt umfasst das Kälteversorgungssystem von Xcel Energy in Denver fünf verschiedene Standorte, 16 Kälteanlagen und ca. 6 km Untergrund-Rohrleitungen,
die Kühlwasser an Verbraucher wie das Kunstmuseum, die Stadtbibliothek, ein Tagungszentrum, Hotels, Data Center und Gebäude der Stadt- und Kreisverwaltung liefern. In jedem versorgten Gebäude sind Wärmeübertrager installiert, wodurch keine separaten Kälteversorgungen mehr benötigt werden.

Der Kältemittelmonitor HGM-MZ von Bacharach stellt sicher, dass die Kühlanlagen von Xcel Energy in einem einwandfreien Betriebszustand bleiben.

Bild: Bacharach Inc.

Der Kältemittelmonitor HGM-MZ von Bacharach stellt sicher, dass die Kühlanlagen von Xcel Energy in einem einwandfreien Betriebszustand bleiben.

Anforderungen an das Kältemittel-Monitoring

Nach Beurteilung der Betriebsweise der bisherigen Überwachungssysteme sowie von aktuellen Systemen wurde entschieden, ein System mit einer aktiven Kältemittel-Probenahme zu installieren. Damit verbunden war eine Kältemittelpumpe, um eine sequenzielle Überwachung verschiedener Messstellen zu ermöglichen. Mit einer solchen Lösung war eine häufigere Probenahme realisierbar, um die vorbeugende Wartung zu verbessern und Anlagenausfälle zu vermindern. Um proaktiv und schnell auf ein Kältemittelleck reagieren zu können, sollten Alarmschwellen definiert werden, die unter den Erkennungsniveaus von passiven Kältemittelmonitoren liegen. Denn die Kosten eines größeren Kältemittellecks konnten für Xcel Energy zwischen 10 000 und 100 000 US-Dollar und mehr betragen. Aufgrund der Verwendung von verschiedenen Kältemittelgasen, z. B. R 22, R 123 und R 134 a an mehreren Orten, war es auch wichtig, dass dasselbe Über­wachungssystem in den verschiedenen Gebäuden alle diese Kältemitteltypen erkennt und dass alle Kältemittelmonitore mit einer zentralen Überwachungsstelle kommunizieren konnten.

Systeminstallation nicht ohne Pannen

Langlebigkeit, Zuverlässigkeit und geringer Wartungsaufwand der Kältemittel-Über­wachungsgeräte standen für Xcel Energy im Vordergrund. Verschiedene Systeme wurden getestet und installiert, bevor
sich Xcel Energy für das MZ-System von Bacharach entschied. Zunächst gab es ­Probleme mit Filtern und mit falschen Alarmen. Grund dafür war, dass wegen der Höhenlage von Denver (ca. 1 600 m über dem Meer) die Pumpenmembranen zu stark belastet wurden. Das Problem wurde mit robusteren Membranen gelöst, bei denen keine Risse mehr auftraten. Daraufhin wurde das MZ-System Zug um Zug in insgesamt fünf Kälteversorgungsanlagen installiert.

Die Mitarbeiter von Xcel Energy können nun darauf vertrauen, dass kein Kältemittel unentdeckt in die Umgebung austritt. Das Unternehmen selbst konnte die Versorgungssicherheit erhöhen und den Kältemittelverbrauch senken.

Da zunächst nicht alle von Xcel Energy verwendeten Kältemittel von den verbauten Monitoring-Systemen erkannt ­wurden, musste im Probebetrieb, die in den Monitor integrierte umfangreiche ­Kältegase-Bibliothek erweitert und die Genauigkeit der Kältemittelmesswerte verbessert werden. Dazu enthält das MZ-
System eine Bibliothek von über 60 Kältemittelgasen.

Fazit

Die nun erreichte Produktstandardisierung bei der Kältemittelüberwachung vereinfacht die Wartung, denn es müssen nun weniger Ersatzteile vorgehalten werden, die zudem im Bedarfsfall schneller ausgetauscht werden können.

Es geht nun weniger Kältemittel verloren, die Zahl der Technikereinsätze für Reparaturarbeiten ging zurück. Neben diesen finanziellen Vorteilen war dem Betreiber auch die Umweltschutzperspektive wichtig, weil nun Kältemittellecks schneller erkannt und gefunden werden können. Die Kältemittelmonitore arbeiten zuverlässig und haben kaum Reparatur­bedarf.

Kühlwasserkunden von Xcel Energy können jederzeit Unterlagen zur vorbeugenden Wartung und zu den historischen Daten des Versorgungssystems erhalten. Die Kältemittel-Monitore können mit dem jeweiligen Gebäudemanagementsystem kommunizieren, wenn die Pumpe ausfällt oder wenn ein Kältemittelaustritt erkannt wird.

Kohlenstofffilter und Kältemittelsensor neben dem Kältemittelmonitor.

Bild: Bacharach Inc.

Kohlenstofffilter und Kältemittelsensor neben dem Kältemittelmonitor.
Shelli Cosimides,
Marketing Communications Manager bei Bacharach Inc.

Bild: Bacharach Inc./ Cosmides

Jetzt weiterlesen und profitieren.

+ KK E-Paper-Ausgabe – jeden Monat neu
+ Kostenfreien Zugang zu unserem Online-Archiv
+ Fokus KK: Sonderhefte (PDF)
+ Webinare und Veranstaltungen mit Rabatten
uvm.

Premium Mitgliedschaft

2 Monate kostenlos testen