KWKK-Anlage sorgt für energieeffiziente Präzisionsteilefertigung

Das mittelständische Unternehmen Stangl & Co. fertigt seit 1988 hochwertige Präzisionsteile für verschiedene Branchen und stellt sehr hohe Ansprüche an die Qualität seiner Produkte. Im Zug umfangreicher Erweiterungsmaßnahmen wurde das neue Produktions- und Verwaltungsgebäude mit einem Klimatisierungskonzept ausgestattet.

Anstoß dafür gaben die häufigen Temperaturschwankungen: Während in den Bearbeitungszentren, in denen die Präzisionsteile automatisiert gefertigt werden, eine Kühlung für eine konstante und optimale Temperatur sorgt, waren die Temperaturen in der Produktionshalle und in der Qualitätssicherung unterschiedlich und abhängig von den Außenbedingungen, was sich auf die Maßhaltigkeit der Teile auswirken kann. Deshalb mussten die Produkte früher möglichst zügig nach der Fertigung zur Qualitätssicherung gebracht werden, um Verformungen zuvorzukommen.

Blick in die Produktionshalle von Stangl & Co.
Quelle: Gammel Engineering GmbH
Die Stangl & Co. GmbH stellt Präzisionsteile für viele verschiedene Branchen her.

Mit der Installation einer zentralen Energieversorgung erfolgte auch die Einführung eines ganzheitlichen Kühl- und Klimatisierungskonzeptes für das neue Produktions- und Verwaltungsgebäude. Dieses gewährleistet, dass in der Fertigung stets konstante Temperaturen von 20 °C herrschen, sodass eine Ausdehnung der Bauteile durch Temperatureinflüsse weitgehend vermieden werden kann.

Mit der Planung und Installation der zentralen Energie- und Elektroversorgung sowie der Umsetzung der Temperaturregulierung in der Fertigung wurde das Abensberger Ingenieurbüro Gammel Engineering GmbH beauftragt. Aufgrund von vorherigen Aufträgen in vielen namhaften Gewerbe- und Industriebetrieben brachte das erfahrene Ingenieurbüro das nötige Know-how für das Projekt mit.

"Wir erstellten bereits im Jahr 2012 ein Versorgungskonzept für den geplanten Neubau", erklärt Thomas Zweier, Projektverantwortlicher bei der Gammel Engineering GmbH. "Dafür wurde der exakte Druckluft-, Wärme-, Kälte- und Strombedarf ermittelt." Im Jahr 2014 wurden die Baupläne schließlich konkretisiert; im Sommer 2015 begannen die Bauarbeiten, die Ende 2016 abgeschlossen werden konnten.

Bei den Planungen waren eine hohe Auslastung und Energieeffizienz der installierten Anlagen für die Bauherren extrem wichtig. Dafür wurde ein Blockheizkraftwerk (BHKW) mit 125 kW elektrischer Leistung sowie 184 kW thermischer Leistung geplant.

Eine Energiezentrale mit Blockheizkraftwerk.
Quelle: Gammel Engineering GmbH
Ein Blockheizkraftwerk stellt die benötigte Energie für verschiedene Prozesse im Unternehmen bereit.

Da im Unternehmen vor allem im Sommer auch ein hoher Kältebedarf besteht, um zum Beispiel die Produktionshalle zu kühlen, wurde eine Absorptionskältemaschine installiert. Diese wandelt die Wärme der Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlage in den warmen Monaten in Kälte um, sodass das BHKW über das ganze Jahr hinweg optimal ausgelastet ist.

Eine Absorptionskältemaschine.
Quelle: Gammel Engineering GmbH
Um den Betrieb mit der erforderlichen Kälte zu versorgen, wurde eine Absorptionskältemaschine installiert.

Zudem wurden in der Kältezentrale jeweils ein Pufferspeicher für Hoch- und Niedertemperaturen mit 90/80 °C beziehungsweise 41/34 °C installiert. "Bei den Planungen war es uns besonders wichtig, dass die nötigen Temperaturen mit einem möglichst geringen Energieaufwand erzeugt werden", erläutert Zweier das Konzept.

Die Kältezentrale im Heizkeller.
Quelle: Gammel Engineering GmbH
Die Kältezentrale verfügt über mehrere Pufferspeicher, sodass der Energieverbrauch zur Erzeugung der benötigten Temperatur sehr niedrig gehalten werden kann.

Das Prinzip der Kaskadennutzung bewährt sich schon seit Jahren am Firmensitz von Gammel und lässt sich bei entsprechender Planung auch in großen Industrieunternehmen in die Praxis umsetzen. "Konkret heißt das: Wärme wird mit einer möglichst niedrigen Vorlauftemperatur verwendet, Kälte mit möglichst hohen Temperaturen. Das steigert noch einmal die Effizienz und senkt den Energieverbrauch und damit auch die Kosten deutlich", so der Projektleiter weiter.

Auch in der Druckluftzentrale werden die Kompressoren auf zweierlei Art genutzt: Zum einen wird damit die Druckluft für den gesamten Standort hergestellt, zum anderen dient die Abwärme der Kompressoren wiederum zur Klimatisierung.

Eine Druckluftzentrale.
Quelle: Gammel Engineering GmbH
In der Druckluftzentrale wird die Abwärme der Kompressoren optimal zur Klimatisierung des neuen Produktions- und Verwaltungsgebäudes genutzt.

Der vermeintliche Nachteil der riesigen neuen Gebäudefläche mit insgesamt 5.400 m2 entpuppt sich letztlich als Vorteil, da die Wärme auch über die Wände, die Kühldecke sowie die eingebaute Fußbodenheizung an die Luft abgegeben werden kann und so die Hallentemperatur reguliert.

Durch die Einbindung des Blockheizkraftwerks, der Kältemaschine und der Druckluftkompressoren in das Gesamtkonzept und die hohe Bauteileffizienz geht damit ein vergleichsweise sehr geringer Teil der Energie verloren.