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Heizen und Kühlen mit Dampf

Die Hottinger Baldwin Messtechnik GmbH ist ein Unternehmen aus Darmstadt, das es bereits seit 1950 gibt. Hier werden Geräte hergestellt, die für Dehnungsmessung an Maschinen, Druckbehältern oder Holzkonstruktionen benötigt werden. Außerdem finden die Produkte des Unternehmens in der Luft- und Raumfahrt Anwendung.

Dampf-Wasser-Übergabestation in Verbindung mit der übrigen Gebäudetechnik. Bilder: W. Baelz & Sohn GmbH & Co.

Es handelt sich um äußerst empfindliche messtechnische Komponenten, deren Herstellung Präzision erfordert, aber auch ein passendes Produktionsklima. In den Fertigungshallen selbst sind die Toleranzen, was die Temperatur und die Feuchtigkeit angeht, sehr gering. 

Dank innovativer Gebäudetechnik werden genau diese Anforderungen gewährleistet und die Produktion läuft energieeffizient und angenehm ab. Im Neubau des Gebäudes wurde Gebäudetechnik installiert, um Dampfenergie zu nutzen. Zum Einsatz kamen Dampfübergabestationen, Absorptionskälteanlagen und weitere ausgeklügelte Technische Gebäudeausrüstung, so dass es am Ende ein optimales Produktions- und Arbeitsklima gibt.

Heizen und Kühlen mit Dampf
Eine direkte Dampfleitung vom benachbarten Müllkraftwerk zum Betriebsgelände sorgte immer dafür, dass die Wärmeversorgung des Unternehmens während des ganzen Jahres sichergestellt war. Nun wurde aber die Produktion vergrößert und der Bedarf erhöhte sich. Dazu kam, dass auch im Sommer der Bedarf aufgrund der Hitzeperioden stieg. Daher wurde ein neues Produktionsgebäude geplant, und zwar in Zusammenarbeit der technischen Betriebsleitung von HBM mit der Ingenieurgesellschaft Fischerconsult aus Bad Nauheim. Das neue Gebäude sollte nun den sich verändernden Klimabedingungen genügen. Man einigte sich darauf, modernste energiesparende Anlagen im gesamten Bereich Heizung, Lüftung, Kühlung zu installieren und außerdem eine Redundanz bei technischen Systemen einzuplanen.

Die Details der Anlagen
Im neuen Gebäude befinden sich zwei stehende Übergabestationen mit je 1200 kW Leistung, die die Wärme des ankommenden Dampfes auf das Heizungswasser übertragen. Außen aus Stahl, befinden sich innen Kupferrohre, so dass ein geschlossenes Dampf-Kondensat-System entsteht, in dem der heiße Dampf in den Apparat strömt und in den Rohren kondensiert.

Die Vorlauftemperatur wird über ein Kondensatventil geregelt. Hier findet eine Anstauung des Kondensats in Abhängigkeit von der Größe der geforderten Leistung statt. Das Kondensat hat 75 °C und wird von hier aus zu den Anwendungen geleitet.

Das Kondensat enthält außerdem Wärmeenergie in Form von 75 °C heißem Wasser und wird genutzt, um Kälte zu erzeugen. Zu diesem Zweck sind außerdem zwei Absorptionskälteanlagen installiert. Damit der Wirkungsgrad der Absorptionskälteanlagen (AKA) erreicht wird, wird das Kondensat mittels Nacherhitzer erwärmt. Das ergibt eine Leistung von 320 kW, die die AKAs antreibt. Neben der Produktionshalle kühlen diese auch die Büro- und Lagerräume, wenn der Sommer besonders heiß ist.

Das kalte Wasser, das Temperaturen von 16 bis 19 °C erreicht, wird für Fußbodenkühlung sowie für die Kühldecken in den Räumen genutzt. So kann ein Temperaturbereich von 8 bis 14 °C sichergestellt werden. Zur Abdeckung von Spitzen sind zusätzliche Kompressionskältemaschinen vorgesehen.

Die entstehende Abwärme der AKAs wird außerdem zur Heizungsunterstützung über Niedertemperaturverteiler genutzt und die überschüssige Wärme wird über einen Rückkühler abgeführt. Entsprechend tief ist die Rücklauftemperatur zum Müllkraftwerk.

Die Absorptionskälteanlagen bekommen als zusätzliche Antriebsenergie das 75 °C heiße Kondensat aus dem dampfbetriebenen Reindampferzeuger, der für die Klimatisierung der Produktionsstätte zuständig ist. Hier wird das aufbereitete Speisewasser so weit erhitzt, dass Reindampf mit dem gewünschten Druck zur Verfügung steht. Des Weiteren sorgt ein Luftbefeuchtungssystem in den Produktionsräumen für konstante, genau geregelte relative Luftfeuchtigkeit.

Die gesamte komplexe Anlage enthält außerdem noch Hocheffizienzpumpen, Strahlpumpen, Wärme- und Kältespeicher und Dampferzeuger mit Wärmerückgewinnung sowie energiesparende Rückspeiseanlagen.

Natürlich wurden auch die Kosten verglichen. Die jährlichen Kosten von AKA und Kompressionskältemaschinen ergaben eine Einsparung an Stromkosten inklusive Wartung und Instandhaltung von 23.000 Euro. Und das wiederum entspricht einer Einsparung von 11,8 Tonnen CO2. Zwar waren die Investitionskosten um einiges höher als die für die entsprechende Kompressionstechnik, es ergab sich aber dennoch durch die Energieeinsparung bei den gesamten Kosten eine jährliche Einsparung von ca. 20.000 Euro. So entstand am Ende ein Produktionsgebäude mit bestmöglicher Gebäudetechnik, das auch bei großer sommerlicher Hitze eine optimale Produktion ermöglicht. Außerdem steigerte sich die Effizienz von Heizung, Lüftung und Kühlung. Die Produktions- und Büroflächen wurden deutlich vergrößert, verbrauchen aber im laufenden Betrieb heute nicht mehr Energie.