Aktiver Klimaschutz

In Addrup-Essen nahe Cloppenburg hat die Wernsing Feinkost GmbH ihren Stammsitz, und zwar am Kartoffelweg. Die Adresse ist Programm: Hier wird eine Vielzahl von Lebensmitteln für den Handel und die Gastronomie hergestellt, unter anderem: Pommes frites. Für deren Herstellung benötigt Wernsing neben Kartoffeln vor allem Energie. Hartwig Sibbel, zuständig für das Umwelt- und Energiemanagement, ist deshalb immer auf der Suche nach neuen Möglichkeiten, den Verbrauch zu reduzieren, um die Kosten zu senken und das Klima zu schützen. Auf den weitläufigen Hallendächern ist bereits Photovoltaik installiert, und bei der Vielzahl organischer Abfälle lohnt sich auch der Betrieb einer Biogasanlage.

„Druckluft ist ein wertvoller Energieträger. Deshalb nahmen wir auch die Kompressoren unter die Lupe“, berichtet Sibbel. Neben der Produktion sind insbesondere Förder- und Verpackungstechnik auf diese Sekundärenergie angewiesen – und zwar rund um die Uhr, da überwiegend in drei Schichten gearbeitet wird. Der Gedanke dahinter: Bei der Verdichtung der Luft entsteht Wärme; die Kompressoren müssen stetig gekühlt werden. „Diese Wärme wollten wir in unserem Kesselhaus nutzen, um Weichwasser zur Dampferzeugung vorzuerwärmen“, fährt der Energiespezialist fort, „denn dort können wir sie als Prozesswärme das ganze Jahr über einsetzen.“ Um die Möglichkeiten der Wärmerückgewinnung auszuloten, wandte man sich an Atlas Copco.

Auf Basis einer exakten Messung des Druckluftverbrauchs schlug Atlas Copco eine Druckluftstation mit zwei wassergekühlten, ölfrei verdichtenden Schraubenkompressoren der Typen ZR 250 VSD und ZR 160 vor, mit einer Leistung von 250 beziehungsweise 160 kW. Wasserkühlung und Wärmerückgewinnung passen optimal zusammen, da das bis zu 90 °C heiße Kühlwasser die Kompressionsenergie sehr einfach über einen Wärmetauscher an den Heizkreislauf abführen kann, der im nahen Kesselhaus das Weichwasser erwärmt. Weil die beiden großen Kompressoren bei Wernsing sehr gut ausgelastet sind, steht eine Heizleistung von bis zu 350 kW zur Verfügung – das entspricht immerhin 80 bis 85 % der eingesetzten elektrischen Leistung. Die zurückgewonnene Energie reduziert den Erdgasverbrauch des Lebensmittelproduzenten. Gleichzeitig dient dies dem Klimaschutz, da weniger Kohlendioxid in die Atmosphäre gelangt. „Der Aufwand für die Wärmerückgewinnung war nicht groß“, stellt Sibbel fest. „Die neuen Kompressoren fanden nahe dem Kesselhaus Platz und so genügte im Wesentlichen ein separater Wärmetauscher.“

Um den Installationsaufwand zu senken, bietet Atlas Copco die Kompressoren der ZR-Baureihe auch mit integriertem Wärmerückgewinnungssystem an. Damit kann der Anwender unter besonders günstigen Einsatzbedingungen mehr als 100 % der aufgewendeten elektrischen Energie in Form von Wärme zurückgewinnen. Denn bei hohen Temperaturen und einer hohen relativen Luftfeuchtigkeit lässt sich mit Hilfe des integrierten Wärmerückgewinnungssystems auch die Kondensationsenergie des in der Luft enthaltenen Wassers gewinnen – was erklärt, warum eine Menge von mehr als 100 % der vom Kompressor aufgenommenen Energie als Wärme genutzt werden kann. Das heiße Kühlwasser lässt sich auch für Heizzwecke gut verwenden, etwa für das Erwärmen von Duschwasser oder die Hallenheizung. Die Nutzung als Prozesswärme – wie bei Wernsing – ist dem aber vorzuziehen, da sie ganzjährig erfolgen kann.

Um die Effizienz der Drucklufterzeugung zu steigern, installierte Wernsing das Energiesparsystem ES 2000 von Atlas Copco. Diese übergeordnete Regelung steuert mehrere Kompressoren mit fester und variabler Drehzahl (VSD Variable Speed Drive) zusammen, sodass jeder einzelne möglichst optimal läuft. „Allein die Drehzahlregelung des ZR 250 VSD reduzierte den Energieverbrauch im Vergleich zu früher um etwa 15 %“, erklärt Sibbel.

Doch das ES-System kann noch mehr. Liegt der Druckluftverbrauch bei Wernsing über dem maximalen Volumenstrom der beiden ZR-Kompressoren, schaltet das ES 2000 von den vier älteren, noch vorhandenen Kompressoren einen ebenfalls drehzahlgeregelten zu. Dann laufen parallel zwei VSD-Maschinen – jeweils möglichst nahe an ihrem jeweiligen optimalen Betriebspunkt – unterstützt vom konstant arbeitenden ZR 160. Trotzdem bleiben die Druckschwankungen minimal, selbst bei schwankendem Verbrauch. Erlaubt sind 0,2 bar Abweichung nach oben oder unten; meist liegt der Druck aber viel näher an den gewünschten 7 bar.

Adsorptionstrockner der MD-Baureihe, ebenfalls von Atlas Copco, stellen sicher, dass stets ein Drucktaupunkt von -30 °C erreicht wird. Ausgelegt sind die Trockner im Mittel für -40 °C. Die wassergekühlten Trommeltrockner nutzen die heiße Druckluft zur Regeneration des Trockenmittels. Sie benötigen also keine zusätzliche Energie. Und da die Trommel rotiert, kommen die MD-Anlagen gegenüber konventionellen Adsorptionstrocknern mit nur rund 5 % der herkömmlichen Menge an Trockenmittel aus.

Auf die vier alten ölfrei verdichten Kompressoren wollten die Wernsing-Techniker nicht verzichten. Der Grund: Sollte einer der beiden neuen ZR-Kompressoren ausfallen, wird auf die alten Kompressoren umgeschaltet, um den Fortgang der Produktion sicherzustellen. Damit dieser Fall am besten nicht eintritt, hat Wernsing einen Wartungsvertrag mit Atlas Copco abgeschlossen.

Online-Info www.dei.de/0910###