Die Hitze beherrschen

Effizient klimatisierter Produktionsbereich

Deutsches Ingenieurblatt 10/2019
Objekte

Vor mehr als einem halben Jahrhundert hieß der Bereich noch „Werk 1“, und darin stand eine Maschine, mit der Firmengründer Bernhard Laufenberg begann, Papiere und Folien mit einer hauchdünnen Silikonschicht zu versehen und sie damit für vielfältige Spezialanwendungen zu optimieren. Heute betreibt das Familienunternehmen an gleicher Stelle sein Technikum, ein Innovationszentrum, in dem neueste Produktionsverfahren vielfältige Weiterentwicklungen der ursprünglichen Technologie ermöglichen. 

Wohin mit der heißen Luft?
Geblieben aber ist über die ganze Zeit eines: Bei den Prozessen entstehen hohe Temperaturen, die abgeführt werden müssen, um angenehme Arbeitsbedingungen für die Mitarbeiter zu schaffen und die Materialbelastung für die Maschinen in Grenzen zu halten. Beispielsweise arbeitet im neuen Technikum in Krefeld ein Trockner, der auf bis zu 220 °C aufgeheizt werden kann. Beim Betrieb entsteht viel heiße Luft. Wohin damit?

Zu hohe Temperaturen können dauerhafte Materialschäden verursachen, und auch elektronische Bausteine sind nicht darauf ausgelegt, permanent in einer aufgeheizten Umgebung zu arbeiten. Die Produktion bringt es zudem mit sich, dass unangenehme Gerüche entstehen, die zwar nicht gesundheitsschädlich sind, aber das Wohlbefinden am Arbeitsplatz beeinträchtigen und die Luftkonditionen verschlechtern. Deshalb war den Verantwortlichen klar,  dass für das neue Technikum auch ein belastbares Klimakonzept realisiert werden musste.
Und so, wie die Produktionsanlagen im Technikum dem neuesten Stand in der Industrie entsprechen, war auch der Anspruch an die geforderte Lösung. Effektiv sollte die Anlage sein, vor allem aber: effizient. Und natürlich sollte die Umwelt im Blick gehalten werden. 

Die Experten von Colt International GmbH machten sich mit den Verhältnissen vor Ort vertraut und prüften die individuellen Gegebenheiten. Welche Temperatur ist optimal, welche Luftfeuchtigkeit ideal? Neben diesen grundsätzlichen Fragen waren bei der Planung noch eine Vielzahl anderer Faktoren zu berücksichtigen. Beispielsweise mussten die relevanten Daten zu den Produktionsprozessen und zu den eingesetzten Maschinen abgefragt werden. Bei komplexen Vorhaben wie dem Klimakonzept für das Technikum ist es hilfreich, detaillierte Simulationsberechnungen der entstehenden Lasten durchzuführen. Ermittelt wird auf diese Weise etwa, wieviel Luft abgeführt werden muss, um eine bestimmte Temperatur nicht zu überschreiten. Selbstverständlicher Bestandteil aller Planungen sind natürlich die Vorschriften und gesetzlichen Vorgaben, die es grundsätzlich einzuhalten gilt. 

Günstiger als herkömmliche Klimatisierung
Im Laufenberg-Technikum in Krefeld entschieden sich die Auftraggeber für die CoolStream-Lösung. Dabei handelt es sich um ein sogenanntes adiabatisches Kühlsystem, das auf dem natürlichen Prinzip der Verdunstungskühlung beruht. Der Vorteil solcher Systeme: Sie sind energiesparend und sowohl in der Anschaffung als auch im Betrieb günstiger. Diese Technologie erfordert nicht unbedingt eine vollständige Neuinstallation, sie lässt sich auch mit bestehenden Systemen kombinieren, was Kostensenkungen möglich macht. 

Im Betrieb kann ein adiabatisches System bis zu 85 % günstiger sein als eine herkömmliche Klimatisierung. Wird die CoolStream-Lösung mit einer Wärmerückgewinnung kombiniert, kann das System ganzjährig zur Außenluftzufuhr genutzt werden, die Kühlung wird nur im Bedarfsfall zugeschaltet. 

Gerade für größere Produktionshallen ist die adiabatische Kühlung eine effektive und zugleich effiziente Alternative. Bei einer Außentemperatur von über 30 °C kann die Zuluft um bis zu 10 °C gekühlt werden. Zudem strömt zu 100 % frische Außenluft von außen ein. 

Die adiabatische Kühlung ergänzt sich gut mit der Schichtlüftung, die in großen Produktionshallen für ein immissionsarmes Arbeitsklima sorgt. Diese Form der Luftführung sorgt dafür, dass immer frische Luft in den Aufenthaltsbereich der Mitarbeiter im Produktionsbereich nachströmt. Die zugeführte Frischluft unterstützt die Thermik, die bei der Produktion durch die Prozesswärme entsteht. Werden Immissionen freigesetzt, steigen sie mit der Bewegung der Luft auf und werden somit schnell aus dem Produktionsbereich entfernt. 

Klimatechnik, die allen Erfordernissen gerecht wird
Die Aufgabe, einen Produktionsbereich effizient zu klimatisieren, kann schnell zu einer komplexen Herausforderung werden. Für solche Fragen sind Klima-Experten die richtigen Ansprechpartner. Sie machen sich vor Ort mit den Gegebenheiten vertraut, kennen die Faktoren, die beachtet werden müssen – und wissen, wie die einzelnen Teile der eingesetzten Systeme ineinandergreifen und wie sie aufeinander abgestimmt werden müssen. Das Ergebnis ist – wie bei Laufenberg in Krefeld – eine Klimatechnik, die dem Menschen, der Umwelt und den Erfordernissen der Produktion gerecht wird und die zudem wirtschaftlich ist.

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