Kühlung für John Deere

Ener­gie­ef­fi­zi­enz ist mehr denn je ein Top­the­ma der euro­päi­schen und natio­na­len Poli­tik. Dazu gehört untrenn­bar auch die Redu­zie­rung des Pri­mär­ener­gie­ver­brauchs. Absorp­ti­ons­käl­te­ma­schi­nen kön­nen dazu einen wert­vol­len Bei­trag leis­ten. Des­halb setzt John Deere bei der Küh­lung von Büro­ge­bäu­de und Pro­duk­ti­ons­hal­le in Zwei­brü­cken auf eine „Air­well Absor­ber LT 12C“-Anlage.

Bereits 1837 ent­wi­ckel­te John Deere den ers­ten wirt­schaft­lich erfolg­rei­chen, selbst­rei­ni­gen­den Stahl­pflug und leg­te damit den Grund­stein für sein Unter­neh­men Deere & Com­pa­ny. Heu­te betreibt Deere & Com­pa­ny mit mehr als 50 000 Mit­ar­bei­tern welt­weit über 100 Wer­ke. Dazu zählt auch die Pro­duk­ti­ons­stät­te im rheinland-pfälzischem Zwei­brü­cken, in der auf einer Flä­che von 38 ha, davon 9 ha über­dacht, Mäh­dre­scher und Feld­häcks­ler gefer­tigt wer­den. Die not­wen­di­ge Küh­lung für Pro­duk­ti­ons­hal­le und Büro­ge­bäu­de wird durch „Air­well LT 12C“-Absorber bereit­ge­stellt. Die­se Lösung bot sich an, da so die Abwär­me eines nahe gele­ge­nen Bio­mas­se­kraft­werks genutzt wer­den und damit erheb­li­che Erspar­nis­se an Pri­mär­ener­gie erzielt wer­den kön­nen. Das Bio­mas­se­kraft­werk selbst wird mit Holz­hack­schnit­zeln als Brenn­stoff betrie­ben. Bei der Ver­bren­nung der Schnit­zel ent­steht ther­mi­sche Ener­gie, d.h. über­hitz­ter Dampf, der mit­tels einer Tur­bi­ne in elek­tri­sche Ener­gie umge­wan­delt wird. Gleich­zei­tig fällt aber auch Wär­me an, die in die­sem Fall unter ande­rem bei Deere zum Betrei­ben der Absor­ber ein­ge­setzt wird.

Pri­mär­en­er­giee­spar­nis

Absor­ber­tech­nik bie­tet neben der Pri­mär­en­er­gie­er­spar­nis auch noch wei­te­re Vor­tei­le: Die Maschi­nen haben weni­ger beweg­te Tei­le als bei tra­di­tio­nel­ler Kom­pres­si­ons­tech­nik der Fall und haben daher im All­ge­mei­nen nicht nur gerin­ge­re War­tungs­kos­ten, son­dern auch eine län­ge­re Lebens­dau­er. Außer­dem zeich­nen sie sich durch ihren geräusch­ar­men Betrieb aus. Die im Zwei­brü­ckener Deere-Werk ein­ge­setz­ten Airwell-Geräte lau­fen mit dem Arbeits­paar Was­ser / Lithi­um­bro­mid, set­zen als Käl­te­mit­tel Was­ser ein und erzie­len, unter ande­rem bedingt durch die gerin­gen elek­tri­schen Anschluss­wer­te im Ver­gleich zu Kom­pres­si­ons­käl­te­ma­schi­nen, einen hohen COP von 0,74. Das wirkt sich natür­lich vor­teil­haft auf die Ener­gie­kos­ten des Unter­neh­mens aus.

Rolf Grieb, Mar­ke­ting­lei­ter bei der Air­well GmbH, zu dem Pro­jekt: „In ers­ter Linie ist Air­well natür­lich für sei­ne Kom­pres­si­ons­kli­ma­tech­nik bekannt von klei­nen Split­ge­rä­ten bis hin zu Groß­pro­jek­ten mit Mul­ti­split­ge­rä­ten und VRF-Technik. Aber wir kön­nen mehr – dazu zählt die Absorp­ti­ons­tech­nik. Grund­sätz­lich ist es unser Ziel, gemein­sam mit dem Kun­den die für ihn am bes­ten geeig­ne­te Lösung zu fin­den und umzu­set­zen. Hier bei Deere war dies ganz klar die Absorp­ti­ons­tech­nik durch das nahe gele­ge­ne Bio­kraft­werk.“ Zur Rück­küh­lung der Anla­ge in Zwei­brü­cken wird ein Kühl­turm mit Was­ser­auf­be­rei­tung ein­ge­setzt.

Absor­ber für alle Fäl­le

Bei der „Air­well LT“-Absorberreihe, wie bei John Deere im Ein­satz, han­delt es sich um die Gerä­te­se­rie für den Nied­rig­tem­pe­ra­tur­be­reich (LT = low tem­pe­ra­tu­re). Die Heiß­was­ser­tem­pe­ra­tu­ren im Ein­tritt betra­gen im All­ge­mei­nen zwi­schen 110 °C und 75 °C, bei John Deere wur­den 90 °C gemes­sen. Neben den ver­schie­de­nen Model­len ein­stu­fi­ger „Air­well LT“-Absorber ste­hen auch zwei­stu­fi­ge Airwell-Hochtemperaturabsorber (HT – high tem­pe­ra­tu­re) zur Ver­fü­gung, bei denen die Heiß­was­ser­ein­tritts­tem­pe­ra­tur zwi­schen 185 °C und 155 °C liegt.

Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung

Die KWK-Anlage bzw. das Block­heiz­kraft­werk (BHKW) erzeugt aus dem Brenn­stoff im Gene­ra­tor Strom und gleich­zei­tig Abwär­me. Der Strom wird in gerin­gem Umfang für die Pum­pen der wär­me­be­trie­be­nen Käl­te­an­la­ge (KWKK-Anlage) benö­tigt und haupt­säch­lich für die Strom­ab­de­ckung im Ver­sor­gungs­ob­jekt oder zur Ein­spei­sung in das Netz der öffent­li­chen Ver­sor­gung genutzt. Die Wär­me aus dem KWK-Prozess wird zumin­dest teil­wei­se für den Antrieb der KWKK-Anlage benö­tigt. Die­se drei­fa­che Nut­zung des Brenn­stoffs in Form von Strom, Wär­me und Käl­te wird im eng­lisch­spra­chi­gen Raum pas­sen­der Wei­se als Trige­ne­ra­ti­on bezeich­net.

Absorp­ti­ons­käl­te­ma­schi­nen mit dem Arbeits­paar Lithi­um­bro­mid / Was­ser

Bei einer H₂O-LiBr-Anlage erfolgt die ther­mi­sche Ver­dich­tung des Käl­te­mit­tels mit Hil­fe eines kom­bi­nier­tem Lösungsmittel- und Käl­te­mit­tel­kreis­lau­fes. Die elek­trisch betrie­be­ne Lösungs­mit­tel­pum­pe wälzt die hygro­sko­pi­sche Wasser-LiBr-Lösung um. Das Käl­te­mit­tel Was­ser ver­dampft auf nied­ri­gem Tem­pe­ra­tur­ni­veau und wird von der Wasser-LiBr-Lösung absor­biert. Die dadurch ver­dünn­te Lösung wird auf ein höhe­res Druck­ni­veau gepumpt und unter Wär­me­zu­fuhr wird das Käl­te­mit­tel Was­ser als Dampf frei­ge­setzt. Die­ser kon­den­siert im Kon­den­sa­tor. Das Kon­den­sat wird ent­spannt und im Ver­damp­fer unter Wär­me­auf­nah­me aus der Umge­bung ver­dampft.