Hoher System-EER durch Gesamtkonzept

03.10.2011 | Veröffentlicht in Ausgabe 10-2011

Abb. 1 Eine der vier neuen Kältezentralen im Werk Waldenbuch von Ritter Sport. - © Carrier — © Carrier

Abb. 1 Eine der vier neuen Kältezentralen im Werk Waldenbuch von Ritter Sport.

Ritter Sport hat in seinem Werk Waldenbuch den Ausstieg aus dem Kältemittel R22 dazu genutzt, das gesamte System neu zu konzipieren. Eine wichtige Entscheidungshilfe boten dabei Analysen unterschiedlicher Konstellationen mit der Software Chiller System Optimizer (CSO) von Carrier. Sie erleichtert es, Alternativen für das Gesamtsystem der Kälteanlage auf Basis der tatsächlichen Betriebsbedingungen und Anforderungen zu bewerten.

Kompakt informieren

Der Austausch des Kältemittels R22 gegen eine ozonneutrale Alternative wäre bei Ritter Sport kurzfristig kostengünstiger als der Ersatz der vorhandenen Maschinen gewesen, die Energiekosten wären aber deutlich gestiegen.
Eine detaillierte Systemanalyse mit einer speziellen Software ergab, dass die Vorteile einer dezentralen Kälteerzeugung gegenüber einer Zentralisierung überwiegen.
Die Gesamtsystembetrachtung ergab auch, dass es vorteilhaft ist, die Sollwerttemperatur für die Kälteerzeugung zu splitten und nicht wie zuvor einheitlich entsprechend der niedrigsten Solltemperatur auf der Abnahmeseite einzustellen.

Er habe eine Schokoladen- und eine Sonnenseite, sagt Alfred Ritter. Der Herr über die bekannten Schokoladenquadrate ist Vorreiter in Sachen Ökologie und alternative Energien, ohne darüber die Wirtschaftlichkeit zu vernachlässigen. Das zeigt sich auch bei der neuen Kälteanlage für Produktions- und Komfortklimatisierung im Werk Waldenbuch.

Jeder hat schon einmal die Erfahrung gemacht, dass Schokolade temperaturanfällig ist. Das gilt nicht nur zu Hause, sondern noch viel mehr in der Schokoladenproduktion. Darum hat bei der Produktions- und Raumklimatisierung höchste Zuverlässigkeit oberste Priorität. Zu den weiteren Anforderungen gehörten eine optimale Energieeffizienz, die Option Energieverschiebung, eine wirtschaftlich tragbare Amortisationszeit und die Möglichkeit eines detaillierten Controllings und Monitorings aller Funktionen und Leistungswerte.

R22-Austausch nur kurzfristig günstiger

Berechnungen im Vorfeld ergaben, dass ein Austausch von R22 durch ein alternatives, ozonneutrales Kältemittel zwar kurzfristig kostengünstiger als der Ersatz der vorhandenen Maschinen wäre, aber die Energieeffizienz deutlich sinken würde. Es ging also darum, die Kältetechnik komplett neu aufzubauen.

Der Großteil der Kälte wird bei Ritter Sport benötigt, um in den Produktionshallen eine konstante Raumtemperatur von 20 °C zu gewährleisten. Zum Vergießen der Schokolade wird Kühlsole bis –2 °C benötigt. Die Rollen der Produktionsbänder müssen auf 10 °C gekühlt werden. Und schließlich sind für die Komfortklimatisierung von Verwaltungs- und Büroräumen zusätzlich ca. 300 bis 400 kW Kälteleistung erforderlich.

Für diese Anforderungen sollte das neue Konzept entwickelt werden. Dass man Carrier mit der Ausarbeitung beauftragte, hatte seinen Grund: Bei Ritter Sport waren von Carrier ursprünglich nur eine Schrauben- und eine Kolbenkältemaschine im Einsatz. Deren Zuverlässigkeit und die Qualität des Carrier-Service-Teams, dem Ritter Sport bald auch die Betreuung der vorhandenen Fremdfabrikate übertrug, veranlassten das Unternehmen, von Carrier ein Angebot für die Modernisierung der Kälteanlage anzufordern.

Die bestehenden Kältemaschinen bei Ritter Sport waren dezentral aufgestellt und verschiedenen Verbrauchern zugeordnet. Bei der neuen Anlage wollte man die Maschinen stattdessen in einer einzigen Kältezentrale zusammenfassen. Die Überprüfung auf Wirtschaftlichkeit und technische Kriterien sprachen aber doch für eine dezentrale Lösung Abb. 1, wobei die vier neuen Kältezentralen so miteinander verbunden werden, dass eine Energieverschiebung möglich ist.

Systemoptimierung mit CSO

Von vier geplanten dezentralen Kältezentralen wurden bereits zwei realisiert. Die Kältezentrale 1 besteht aus drei Carrier Flüssigkeitskühlern vom Typ Aquaforce 30XWP0562 (477 kW) Abb. 2 und einem bereits vorhandenen Carrier Global Chiller 30HXC090 (350 kW). Mithilfe der Carrier-Software Chiller System Optimizer (CSO) wurden u.a. anhand der aktuellen Wetterdaten der Region, des Kühllastprofils und der Teillastdaten der einzelnen Kältemaschinen Wirtschaftlichkeit und Energieverbrauch der neuen Kältezentrale berechnet und die ideale Fahrweise der Gesamtanlage hinsichtlich Zu- und Abschaltung einzelner Maschinen ermittelt.

Die CSO-Analyse ergab auch, dass es energetisch sinnvoller ist, die Sollwerttemperaturen zu splitten und nicht wie zuvor einheitlich auf –2 °C einzustellen, da diese Temperatur lediglich in einem einzigen Produktionsschritt benötigt wird. Bei der neuen Anlage sind ca. drei Viertel der Gesamtleistung der Kälteerzeugung auf 5/11 °C eingestellt, nur ein Viertel auf – 2 °C.

Auch für die Kältezentrale 2, in der zwei AquaForce Wärmepumpen 30XWP1162 (1091 kW), eine 30XWP1012 (946 kW) und eine 30XWP1052 (655 kW bei –2 °C) stehen, wurden Energieverbrauch und Wirtschaftlichkeit auf Basis der aktuellen Wetterdaten mit dem aktuellen Kühllastprofil und den Teillastdaten der einzelnen Kältemaschinen ermittelt und die optimale Fahrweise der Gesamtanlage über den CSO erstellt.

System-EER verdoppelt

Carrier hat das Gesamtsystem auf einen hohen System-EER von 7 bis 8 optimiert, im Vergleich mit den alten Maschinen entspricht dies einer Verdoppelung der Energieeffizienz. Dazu trägt auch die Regelungstechnik bei. Carrier Controls regelt komplett Kaltwasser und Luft und wurde via BACnet an die Gebäudeleittechnik von Siemens angebunden. Für das Monitoring wurde ein Webserver mit detaillierter Anlagenvisualisierung und Ferneinwahl installiert, inklusive Alarmumschaltung, Trendaufzeichnung, Reservepumpenschaltung sowie der Erfassung des Ladezustands der Puffer. Damit haben die Techniker des Waldenbucher Werkes jederzeit einen umfassenden Überblick und alle Funktionen und Leistungswerte der Anlage unter Kontrolle Abb. 3.

Nach eigener Aussage empfand Ritter Sport als besonders angenehm die Rundum-Betreuung durch Carrier und das Alles-aus-einer-Hand-Konzept – von der ersten Wirtschaftlichkeitsberechnung bis hin zum Service. Und auch in einer kritischen Situation konnte mit einer schnellen Reaktion überzeugt werden: Während der Planungsphase kam es zum Ausfall alter Maschinen. Die Carrier Schwestergesellschaft CRS Carrier Rental Systems sprang ein und stellte eine AquaSnap-Kältemaschine mit 600 kW Kälteleistung als Leihmaschine zur Verfügung, sodass die reibungslose Produktion im Werk gewährleistet war. •