Prozesskühlung für Gießerei- betriebe – legionellenfrei und umweltfreundlich

VON LEONARD ELSÄSSER, DÜSSELDORF

Johannes Aßmann, Fachführungskraft in der Instandhaltung beim Eisenwerk Brühl (EW Brühl) steht vor dem neuen 3DK-Kühlsystem. Dort wo früher nur ungenutzte Dachfläche war, steht nun bereits seit einem Jahr das patentierte Rückkühlwerk.

Der Aufwand des Anlagenbetriebs der bisher beim EW Brühl betriebenen Verdunstungskühlanlagen durch regelmäßige Bakterienprüfungen und Instandhaltungsmaßnahmen nach den Auflagen des Bundesimmissionsschutzgesetzes (42. BImSchV) war zeit- und kostenintensiv.

Die Dosierung von Chemikalien, interne und externe LegionellenWasserprüfungen und Sanierungsmaßnahmen im Rahmen der TÜVSachverständigenprüfung verursachten hohe Betriebskosten. Der Wunsch nach einem umweltfreundliche- ren und nachhaltigeren System war ein weiterer treibender Faktor für die Umrüstung. Unterbunden werden sollte der hohe Wasserverbrauch sowie die Bildung bakterienbelasteter Aerosole und der per- manente Einsatz von Chemikalien.

Den rauen Gießereibedingungen trotzen

Eine große Herausforderung stellte die besonders staubige Umgebung des Gießereibetriebs an die geplanten Rückkühlwerke. Die bisher verbauten Verdunstungskühlanlagen mit offener Wasserverrieselung dickten sich trotz periodischer Absalzung immer weiter mit Feststoffen ein, sodass sich innerhalb der Wassertasse, an den Lufteinzugsgittern und den Sprühdüsen Ablagerungen bildeten. Die kostenintensive Entfernung dieser Ablagerungen einmal pro Jahr war erforderlich, um einen sicheren Betrieb zu gewährleisten.

Der Auftrag des Eisenwerks Brühl lautete daher, ein geschlossenes Kühlsystem zu realisieren, das ohne Legionellenbildungsrisiko chemisch unbehandeltes Stadtwasser verrieselt und in der staubbelasteten Umgebung des Eisenwerkes ohne Wartungsaufwand betriebsbereit bleibt.

Wärmedichtes Rückkühlsystem

Für die Umrüstung der Kühlung des 10TonnenMischofens beauftragte das Eisenwerk Brühl im Jahr 2018 die Firma Elsässer Kältetechnik aus Düsseldorf mit der Projektierung und Umsetzung. Mit ca. 360 Tagen Ofendauerbetriebes stand nicht nur die Wartungsfreundlichkeit, sondern auch die Ausfallsicherheit des neuen Kühlsystems im Fokus. Nach Besprechung möglicher Alternativen fiel die Wahl auf das 3DKKühlsystem.

Dieses Kühlsystem ist ein sogenanntes adiabates (wärmedichtes) Rückkühlsystem. Die Abführung der Prozesswärme erfolgt in einem komplett geschlossenen Kreislauf. Anreicherung des Kühlwassers mit Umgebungsfeststoffen und der Austrag von Aerosolen werden komplett unterbunden. Das Kühlwasser bleibt sauber.

90 Prozent des Jahres arbeitet das 3DK System komplett ohne Wasserverrieselung und nutzt energiesparend die Umgebungsluft zur Kühlung des Wassers in einem Luft/Wasser Wärmetauscher. Dieser Wärmetauscher liegt in einer geschlossenen Einhausung aus Edelstahl und ist somit gegen die rauen Umgebungsfaktoren abgeschirmt.

Unterhalb der Wärmetauschereinhausung befindet sich die international patentierte „adiabate Kammer“. Sie filtert die Einzugsluft vor und scheidet Feststoffe aus der Luft ab, um den Wärmetau- scher des 3DK-Kühlers weitestgehend vor Verschmutzung zu schützen. Bei besonders warmen Umgebungstemperaturen wird Stadtwasser zur Vorkühlung der Einzugsluft innerhalb der adiabaten Kammer versprüht. Dank des intelligenten Designs findet keine direkte Beaufschlagung des Wärmetauschers mit Wasser statt. Der „Verklumpung“  der Wärmetauscheroberfläche mit einem Staub-Wasser-Gemisch wird vorgebeugt.

Förderzuschüsse sind möglich

Schon 2017 wurde die hygienische Arbeitsweise der adiabaten Kammer bestätigt. Nach §15 Abs. 3 lässt sich das System dank intelligenter Wasserzuführung von den üblichen Prüf- und Instandhaltungsaufwendungen der 42. BImSchV freistellen.

Das Kühlsystem wird komplett ohne Biozide, Chemikalien und Wasseraufbe- reitung betrieben und weist zugleich nur einen geringen jährlichen Wasserverbrauch auf. Es entspricht den strengen Verordnungen für offene Kühlanlagen und eröffnet die Gelegenheit der Umrüstung auf ein umweltfreundliches Kühlsystem. Da die Betriebskosten durch den Einsatz der Anlage sinken, amortisiert sich die Anlage innerhalb von drei bis fünf Jahren.

Die Firma Elsässer Kältetechnik ist deutschlandweit als Turnkey-Anlagenbauer im Bereich umweltfreundlicher und nachhaltiger Prozesskühlung tätig. Sowohl im Bereich der Rückkühlwerke als auch bei Kältemaschinen werden moderne Systeme eingesetzt. Hierdurch kommt in vielen Fällen ein staatlicher Förderzu- schuss von 30 bis 40 Prozent der Umrüstungskosten in Frage.

Kühlsystem überzeugt bei EW Brühl

Seit zwölf Monaten ist der 3DK-Kühler nun im Eisenwerk Brühl in Betrieb. Die adiabate Kammer hat die Verschmutzung der speziell angefertigten Wärmetauscher verhindert. Ausgestattet wurde die Anlage zudem mit einer redundanten Notfallsteuerung, die eine Bereitschaft des Kühlers in allen denkbaren Notfallszenarien sicherstellt. Selbst bei Störungen wie dem Ausfall der Speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) vom Typ S7 von Siemens, Steuerstromausfall, Ventilatorbruch oder Platinenstörung bleibt der 3DK-Kühler für den Mischofen betriebsbereit.

„Wir sind von der Hardware sehr überzeugt. In der Vergangenheit haben wir testweise andere adiabate Kühlsysteme eingesetzt und mussten diese oftmals nach wenigen Monaten Betrieb wieder demontieren, weil sie unseren Umgebungsbedingungen nicht gewachsen waren“, so EW Brühl-Instandhalter Johannes Aßmann. „Der 3DK-Kühler überzeugt durch seine robuste Bauweise und geringe Wartung“, ergänzt er.

Das Kühlsystem der Firma Elsässer sichert eine kostensparende und umweltfreundliche Prozesskühlung. Trotz der aktuellen Corona-Krise plant das Eisenwerk bereits die nächste Systemumrüstung. Dieses Mal ist der Kühlkreis des Elektroschmelzbetriebes an der Reihe.