Optimierung der Maschinenkühlung mit Kältemittel Wasser

Gebrüder Schwarz GmbH (Baden-Württemberg) | Sempact AG (Bayern)

Gebrüder Schwarz GmbH aus Rottweil-Neukirch modernisierte seine Maschinen- und Werkzeugkühlung. Durch verschiedene Maßnahmen konnte der Stromverbrauch gesenkt und durch den Wechsel des Kühlungsmittels von R134a auf Wasser weitere Emissionen reduziert werden.

Fabrik Schwarz

Beteiligte Unternehmen

Gebrüder Schwarz GmbH / Sempact AG

Projektstandort

Rottweil-Neukirch

Branche

Kunststofftechnik

Eingesetzte Technologien

Optimierung Kälteerzeugung: Freikühlung bzw. adiabate Kühler, Kühlung mit Wasser statt mit R134a (120 kW)

Energieeffizienz

Senkung des Energieverbrauchs (geschätzt): 300.000 kWh/a (elektrisch)                                                           

Heizölmehrverbrauch durch Wegfall der Wärmerückgewinnung (geschätzt): - 39.510 kWh/a (thermisch: Erdöl)

CO2 Einsparung

Durch Stromeinsparung: 150 t CO2e/a
Durch Wechsel von R134a zu Wasser 59,5 t CO2e/a

Investitionen

201.467 €

Amortisationszeit

4,3 Jahre

Förderprogramme

Bundesförderung für Energieeffizienz in der Wirtschaft, Modul 4, Zuschuss (BAFA): 105.133 (ca. 34 % der Investitionskosten)

 

Die Gebrüder Schwarz GmbH in Rottweil-Neukirch ist ein modernes Technologieunternehmen der Kunststoff- und Werkzeugtechnik. Mit der Unterstützung des Energieberatungsunternehmen Sempact AG hat das Unternehmen im Juli 2021 eine neue Kälteanlage für die Maschinenkühlung bzw. Werkzeugkühlung in Betrieb genommen.

Zuvor waren bei der Gebrüder Schwarz GmbH ein Kaltwassersatz mit zwei Verdichtern zur Kältebereitstellung in Betrieb. Das gekühlte Wasser musste vom Dachgeschoss in den Keller gepumpt und von dort an die Verbraucher (Spritzgussmaschinen) verteilt werden. An die Kälteanlage war eine Wärmerückgewinnung für die Lüftung angeschlossen. Um die Effizienz der Kälteerzeugung zu bewerten, wurde der Energieverbrauch des Systems für 5,5 Tage gemessen. Die Messung zeigte einen zeitweise hohen Energieverbrauch durch die Wärmerückgewinnung auf. Diese Analyse war Grundlage für die Optimierung der Kälteerzeugung.

Allein durch die Veränderung des Standorts des Rückkühlers (näher an die Verbraucher heran) konnte Energie eingespart werden, weil die durchschnittliche Umgebungstemperatur für den Rückkühler um mindestens 5 Kelvin reduziert wurde. Die Rückkühler werden als Freikühler bzw. adiabate Kühler betrieben, um die Effizienz des Gesamtsystems zu erhöhen. Erwartet werden jährlich ca. 5.300 Stunden Freikühlbetrieb und 900 Stunden Mischbetrieb. Die Kälteerzeugung wird jetzt mit Kältemaschinen betrieben, die Wasser als Kältemittel haben. Mit R718 (Wasser) als Kältemittel statt R134a (ein Fluorkohlenwasserstoff) wird das Global Warming Potential (GWP) von 1.430 auf 0 gesetzt. Mit der neuen Kälteanlage werden somit Stromverbrauch und -kosten sowie THG-Emissionen gesenkt. Die Senkung der einzelnen Parameter wurde prognostiziert; die tatsächliche Einsparung kann dann nach einer gewissen Betriebsdauer bestimmt werden.

Projekt + TEAM-Werkzeugkuehlung

Übertragbarkeit

Adiabate Maschinen- und Werkzeugkühlung mit einem natürlichen Kältemittel können produzierenden Gewerbe anwenden, bei denen Prozesswärme entsteht, die abgeführt werden muss. Das gilt besonders für die Kunststoffindustrie, aber auch für andere Branchen wie z. B. die Metallverarbeitung. Zudem können die Anlagen für Serverraumkühlung, Schaltschrankkühlung und Gebäudeklimatisierung verwendet werden.

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