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Brauerei-Kühlung

Allgemeines

Brauereien haben aufgrund ihrer Besondere Anforderungen in der Brauereikühlung: Hygieneanforderungen der lebensmittelverarbeitende Industrie, Energieeffizienz, niedriges Temperaturniveau des/der Kaltwasser/KaltsoleProduktion einen hohen Energiebedarf, um wirtschaftlich handeln zu können ist es deshalb wichtig die Energieflüsse so effektiv wie möglich zu nutzen.

Durch gestigenes Sicherheitsdenken kommen die NH3 Kälteanlagen, im Speziellen große NH3 Pumpenanlagen sowie offene Kühlturmsysteme auf Grund Ihrer hohen Risiken, immer mehr in Verruf. Da aus Gründen der Kältemittelreduktion häufig auf Soleanlagen umgestellt wird, ist der Einsatz von frigenen Sicherheitskältemitteln im Bezug auf Effizienz und Leistung eine komplette NH3 Alternative bei beträchtlichem Preisvorteil.

 Potential

Während des Herstellungsprozesses sind auf der einen Seite relativ niedrige Temperaturen für die Prozesse erforderlich, auf der anderen relativ Hohe. Daher ist auf eine Vielzahl von Punkten zu achten, um eine maximale Effizienz in Bezug auf die Energiebilanz zu erreichen.

Besonderen Augenmerk legen wir hier auf:

  • Kältetechnische Anlagen
  • Hydraulische Verschaltung
  • Verteilungsenergie (Pumpenanlagen)
  • RLT Anlagen (Aktiv Lüftungsanlagen) aus energetischen und hygienischen Gründen
  • Isolierung zu anders temperierten Bereichen
  • Wärmerückgewinnungsanlagen
  • Prüfung zum Einsatz von Tieftemperatur-Absorbermaschinen
  • Prüfung zum Einsatz von Gasturbinentechnik
  • Prüfung zum Einsatz von Wärmetransformatoren
  • Prozessleittechnik
  • Reduktion der Kältemittelmenge / ggf. Ersatz von NH3
  • Alternativen zu offenen Kühlturmanlagen

Mit unseren Partnern ist es uns ebenfalls möglich das Augenmerk auf die gesamte Heißwasserseite zu legen, sofern dies im Interesse des Kunden/Betreibers ist.

Zum Thema Förderungen für Ihrer Optimierungsmaßnahme, sowie nachhaltig investieren in Bezug auf Finanzierungen haben wir ebenfalls Partner, die Sie bei diesen Thema unterstützen.

  • Komplette Werksfertigung der Aggregate inkl. Prüfstandstest
  • -5°C Absorber Kältemaschinen mit Lithiumbromid/Wasser
  • Wärmetransformatoren: mit 90°C Niveau 140°C Niveau erzeugen
  • Komplette Prozessleittechnik mit Webserververfügbarkeit
  • Innovative Individual-Konzepte
  • Alternativen zu offenen Kühltürmen
  • Alternativen zu Eisbecken
  • Wärmerückgewinnungsanlagen

untern Strich:

  • Kosten pro KW Kälteleistung im direkten Vergleich zu NH3 (Ammoniak) bei selber Effizienz und Leistung 50 – 70 % geringer
  • Ungiftige Sicherheitskältemittel bei 1/3 der Füllmengen im Vergleich zu NH3
  • Das Legionellenrisiko kann auf nahezu 0 reduziert werden

Technische Zeichnung | Know How

Die Kältemittelentscheidung

Die Wahl des richtigen Kältemittels ist in der heutigen Zeit eine große Herausforderung. Die aktuelle Gesetzeslage (z.B. F-Gase Verordnung) schränkt die Auswahl zwar ein, es bleiben aber dennoch eine Vielzahl an Kältemitteln übrig, aus denen man wählen kann.

Die unterschiedlichen Stoffgruppen der Kältemittel bringen verschiedene Vor- und Nachteile mit sich.

HFO, FKW ODER NATÜRLICHE KÄLTEMITTEL – DIE QUAL DER WAHL

HFKW – Fluorkohlenwasserstoff

Fluorierte Kältemittel (HFKWs) besitzen kein Ozonabbaupotential (ODP). Das Treibhauspotential (GWP) dieser Kältemittel variiert zwischen 100 und 14.000. Aufgrund der F-Gase Verordnung wird der Einsatz einiger Kältemittel aus dieser Stoffgruppe Schritt für Schritt verboten.

typische Vertreter: R 134a, R 23, R407C, R410A, R404A

HFO – Hydrofluor-Olefine

Als Reaktion auf die F-Gase Verordnung wurde eine Reihe von synthetischen Kältemitteln entwickelt, deren umweltschädigendes Potential (GWP) soweit als möglich reduziert wurde.

typische Vertreter: R1234ze, R1234yf

Natürliche Kältemittel

Zu den natürlichen Kältemitteln zählen Stoffe, die als natürliche Stoffe in der Umwelt vorkommen.

typsiche Vertreter: R717 (Ammoniak) , R290 (Propan), R744 (CO2)

Kältemittelentscheidung

 

Abwärmenutzung/ Wärmerückgewinnung

In vielen Fällen wird die Abwärme aus beispielsweise Produktionsprozessen ungenutzt an die Umwelt abgegeben, auf der anderen Seite arbeiten mächtige Heizungsanlagen in ein Heizungsnetz um dieses mit Energie zu versorgen.

Gerade in Brauereien sollte die Nutzung dieser Abwärme das Ziel sein, denn mit dem Einsatz eines Wärmetransformators, einer Absorptions-Kältemaschine oder einer Wärmepumpenanlagen kann fast immer höchst effektiv Abwärme genutzt werden.

Je nach Temperaturniveau gibt es die Potentiale:

  • die Abwärme kann im Idealfall direkt über einen Trennwärmetauscher genutzt werden
  • die Abwärme kann mit einer Kompressionswärmepumpe / Kompressionshochtemperaturwärmepumpe auf ein gewünschtes Temperaturniveau gebracht werden
  • die Abwärme kann mit einer Absorptionswärmepumpe hoch effektiv auf ein entsprechendes Temperaturniveau gebracht werden um dies für das System optimal nutzbar zu machen.
  • die Abwärme kann mit einem Absorptions- Wärmetransformator wieder auf ein deutlich höheres Niveau angehoben werden

Unter Wärmerückgewinnung versteht man ähnliche Ansätze und zwar die Nutzung von zur Verfügung stehender Wärme- bzw. Kälte. Üblicherweise wird die Wärmerückgewinnung mit einem Wärmetauscher erbracht, in dem zwei Medien Wärme miteinander austauschen.

In Lüftungsanlagen gibt es eine Mehrzahl an Maßnahmen zur Wärmerückgewinnun. Als Beispiel kann in Lüftungsanlagen die Wärme oder die Kälte der Abluft für die Zuluft des Frischluftanteils verwendet werden, dies kann gut bei einer aktiven Belüftung der Gärtankräumlichkeiten eingesetzt werden.

Bei industriellen Anwendungen wie Brauereien können häufig auch Wärmerückgewinnungen eingesetzt werden z.B. zur Brauchwassererwärmung oder für andere Systeme/Prozesse bei gleichzeitigem Kühlprozess auf der anderen Seite.

Wir bieten für Kältemaschinen Standardlösungen für luft- und wassergekühlte Maschinen zur vollen Wärmerückgewinnung sowie zur Hochtemperaturteilrückgewinnung. Sprechen Sie uns an !

Mit dem Einsatz von Wärmerückgewinnungssystemen, die beidseitig (Kälte und Wärme) effektiv verwendet werden können, steigt die energetische Bilanz beträchtlich und eine solche Maßnahme zahlt sich schnell aus.

Solche Maßnahmen werden im Allgemeinen von der KFW Förderbank bis zu 40% gefördert (im Bezug auf die Gesamtinvestitionssumme).

Housing energy efficiency rating certification system. Part of a series.

Abwasserwärmenutzung

Die Abwasserwärmenutzung bietet ein hohes Potential, wo große Mengen an Abwasser anfallen oder in der Nähe vorbei strömen.

Nutzung der Abwasserwärme:

Während des Bierbrauprozesses fällt eine hohe Menge Abwasser an, das meist ungenutzt in die Kanalisation eingeleitet wird, ohne die kostbare und kostenlose zur Verfügung stehende Wärme zu nutzen. Optimalerweise kann die Energie des Abwassers direkt verwendet werden (z.B. bei Sterilisierungsanlagen oder Wäschereien). Reicht das Temperaturniveau nicht aus, kann eine Anhebung der Temperatur über eine Wärmepumpenanlage kostengünstig erfolgen.

Nutzung als Rückkühlung:

Auch als Rückkühlung kann dieses System hoch effektiv eingesetzt werden. Hier kann die nicht nutzbare Abwärme der Kälteaggregate in die Kanalisation abgeführt werden, bei sehr konstanten Werten über das ganze Jahr hinweg. Dieses System bietet die Alternative zu offenen Kühltürmen ohne Legionellenrisiko, ohne Schallemmission und im Idealfall um 30% effektiver.

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Teillastoptimierung / FU Nachrüstung

Generell handelt es sich bei Optimierungen um Teillastoptimierungen, denn der Volllastfall (die rechnerisch ermittelten Auslegungsbedingungen) ist nur sehr selten im Jahr relevant. Nahezu überall handelt es sich zu 90% des Jahres um Teillast (alleine schon deshalb, da die Jahresdurchschnittstemperatur etwas über +10°C liegt und kältetechnische Aggregate bei diesen Bedingungen sehr viel mehr Leistung erbringen als am Auslegungspunkt und somit im Teillastpunkt arbeiten).

 

Die Nachrüstung eines Frequenzumformers bietet eine hohes Energieeinsparpotential in Bezug auf die Teillastoptimierung. Durch schwankende Anforderungen an die Kühlung im Verlauf der Bierherstellung ist das Augenmerk besonders auf die Teillastoptimierung zu legen.

Frequenzgeregelte Pumpenanlagen rentieren sich häufig extrem schnell, wenn man die gesamten Vorteile einer solchen Maßnahme betrachtet, ebenso wie die Luftmengenregelung über frequenzgeregelte Ventilatoren.

Bei Kältemaschinen sind die Maßnahmen noch nicht so bekannt bzw. am Markt verbreitet dennoch liegt hier ein großes Potential.Nachrüstung eines Frequenzumformers zur Drehzahlregelung des Verdichters. Dadurch kann abhängig von momentan benötigten Kältebedarf die Leistung der Kältemaschine angepasst werden.

Es wird der FU an/auf den Kältemittelverdichter gebaut, sodass dieser mit einer variablen Drehzahl betrieben werden kann. Dadurch kann die Kältemaschine optimal auf den aktuellen Kältebedarf reagieren und somit hocheffizient arbeiten. Durch die variable Verdichterdrehzahl kommt es zur optimalen Anpassung der Stromaufnahme des Verdichters für jeden Betriebspunkt. Somit kann die Erreichung des bestmöglichen EER gewährleistet werden.

 Vorteile

  • drastische Senkung der Energiekosten im tiefen Teillastbereich bis 50%
  • geringer Einschaltstrom
  • optimales Regelverhalten
  • konstante Wasseraustrittstemperaturen

Vorteile des drehzahlgeregelten Verdichters: deutlich geringerer Einschaltstrom, keine Stromspitzen, höhere Effizienz im Teillastbereich

Hydraulische Optimierung

Die hydraulische Schaltung von Kaltwassernetzen ist häufig komplex. Je mehr Verbraucher und Erzeuger sich im System befinden, desto anspruchsvoller Hydraulik in Kältezentralenwird die Entwicklung eines geeigneten Hydrauliksystems. Man sollte sich die Arbeit machen, denn das Einsparpotential ist enorm. Einer der zuvor erwähnten Punkte ist, dass die Hydraulik während eines langjährigen Anlagenbetriebs nicht an veränderte Situationen oder den Stand der Technik angepasst wird. Dies führt meistens dazu, dass generell viel zu viel Masse umgewälzt wird, wodurch Energie vernichtet und unnötig ins Kaltwassersystem eingebracht wird. Die Temperaturen werden (für die Erzeuger) sehr ineffizient herauf- oder je nach Anwendung herabgemischt.

Die Optimierungspotentiale werden häufig unterschätzt oder/und auf Grund der Komplexität ausgelassen. Hier steckt (im Ganzen betrachtet) in der Regel sehr viel Potential zur Steigerung der Energieeffizienz!!!

Steigerung der Versorgungssicherheit

Die Versorgungssicherheit spielt vor allem in Produktionsprozessen eine entscheidende Rolle. Bereiche, in denen der Ausfall von Maschinen dramatische Auswirkungen auf den Arbeits- oder Produktionsablauf hätte, wird meist die Versorgungssicherheit über die Energieeffizienz gesetzt. Bei Brauereien hat die Versorgungssicherheit eine sehr hohe Priorität. Der Ausfall der Kühlung wird sich negativ auf die Qualität des Bieres auswirken, was es in jedem Fall zu vermeiden gilt. Hier besteht teilweise ein hohes Optimierungspotential, da oftmals ineffizientere Betriebsweisen zu Gunsten der Versorgungssicherheit gebilligt werden, ohne tatsächlich den Nutzen einer für die Praxis relevanten gestiegenen Versorgungssicherheit zu erwirken. Wir entwickeln Maßnahmen, die die Versorgungssicherheit gewährleisten bzw. an oberster Stelle ansetzt, aber dabei trotzdem eine hohes Maß an Energieeffizienz erreicht.

Ein immer passender Tipp: Bereiten Sie Anschlüsse für eine Notkälteversorgung im System vor und nehmen Sie im Notfall oder für Spitzenlastanwendungen den

TRANE Roggenkamp Mietkälte Service in Anspruch

Für Mehr zur TRANE Roggenkamp Mietkälte klicken Sie hier

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Adiabatische Kühlung

Die adiabatische Kühlung nutzt die positiven thermodynamischen Eigenschaften des Wassers. Das Wasser wird auf nichtmetallische Gitterpaneele gesprüht, die vor dem Verflüssiger/Rückkühler o.ä. installiert werden. Dadurch kommt es zur Verdampfung des Wassers, wodurch der bekannte Kühleffekt entsteht, der die Temperatur der angesaugten Umgebungsluft absenkt, bevor diese in den Verflüssiger eintritt.

Vorteile

  • Spitzenlastschaltung  und Erhöhung der Versorgungssicherheit für hohe Außentemperaturen
  • Leistungssteigerung / sinkender Energieverbrauch durch sinkende Kondensationstemperaturen im System
  • Einfache Installation
  • Vielseitige Einsatzgebiete
  • Keine Legionellengefahr

Mehr Informationen zur adiabatische Kühlung: Adiabatische Kühlung

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Energie Monitoring TRANE EVO

Allgemeines

Unter Energie Monitoring versteht man die permanente Überwachung von Anlagen über einen Server, der den Anlagenbetrieb dauerhaft überwacht.

Potential

Durch das Energie Monitoring kann der Anlagenbetrieb in einer Brauerei dauerhaft kontrolliert und mitgeschrieben werden. Dadurch können potentielle Fehlerquellen und Einsparpotentiale schnell und effektiv identifiziert und beseitigt werden. Zudem erfolgt in regelmäßigen Abständen eine schriftliche Ausarbeitung des Anlagenbetriebs. All diese Maßnahmen können realisiert werden, ohne dass ein Mitarbeiter vor Ort sein muss.

Mehr Informationen finden Sie hier.

Sie benötigen eine energetische Betriebsoptimierung? 

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