Optimierung der Einschaltreihenfolge von
Kältemaschinen und Kühltürmen

In der Industrie bestehen die Kühlwassersysteme häufig aus mehreren Kältezentralen mit unterschiedlichen Kältemaschinen. Der energieeffiziente Betrieb solcher Kälteversorgungssysteme ist sehr komplex. Simulationswerkzeuge können an diesem Punkt eine wichtige Hilfestellung leisten. Als Fallbeispiel dient ein historisch gewachsenes Kältesystem mit 13 Kältemaschinen und einer Gesamtkälteleistung von 27 MW. Es war grenzwertgeregelt und deswegen ineffizient betrieben. Ziel der Simulation und Optimierung war eine Reduzierung des Energiebedarfs und die damit einhergehende Senkung von Stromkosten und CO2-Emissionen.

Ergebnisse auf einen Blick

Einsparung im Stromverbrauch

Es konnten 14,5% der jährlich benötigten Stromkosten eingespart werden

Senkung der Betriebsstunden aller Maschinen

Die Betriebsstunden aller Maschinen ließen sich um 7% pro Jahr reduzieren

Reduzierung der CO2-Emissionen

Die jährlichen CO2- Emissionen konnten um 1033t gesenkt werden

Vorgehen: In vier Schritten zum Effizienzoptimum

Die Methodik vom Simulationsmodell zur energieeffizientesten Schaltreihenfolge der Kälteanlagen. TOP-Energy® berücksichtigt dabei nicht nur den Leistungsbedarf einzelner Anlagen, sondern auch deren Teillastverhalten und Wirkungsgrad sowie die Witterung und das Wärmerückgewinnungspotential.

1. Versorgungsstruktur modellieren

Durch eine geeignete Linearisierung der Teillastkennlinien aus Messdaten konnte die komplexe Kälteversorgungsstruktur eines Automobilzulieferers in einem Simulationsmodell abbgebildet werden.

2. Einschaltreihenfolge ermitteln

In Abhängigkeit von Kältebedarf, Teillastverhalten der Anlagen und Rückkühlbedingungen berechnet TOP-Energy® die optimale Folgeschaltung für die Kältemaschinen und Kühltürme.

3. Saisonale Betriebsweisen berücksichtigen

Reduzierung auf praktikable Betriebsmodi für den Sommer- und Winter-Fall zur leichteren Umsetzung in technische Regelungsprogramme.

4. Langfristig Kosten & Emissionen einsparen

Im Anwendungsbeispiel konnten Einsparungen von 14,5 % beim Stromeinsatz erzielt und 1033 Tonnen CO2 eingespart werden. Ursache sind eine höhere Auslastung der Anlagen bei gleichzeitig geringerer Betriebsstundenzahl.

Projekt- und Ansprechpartner

perpendo Energie- und Verfahrenstechnik GmbH

Michael Zens
Telefon: +49 241 412 500 01
Mail: m.zens@perpendo.de

Brenner, A; C. Kausch; S. Kirschbaum; H. Lepple; M. Zens: Effizienzsteigerung in einem komplexen Kühlwassersystem – Einsatz von Simulationswerkzeugen. KKA Kälte Klima Aktuell, Sonderausgabe Großkältetechnik, 2014.

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