Adiabatische Kühlung bei Weidenhammer in Zwenkau

Weidenhammer Plastic Packaging produziert in Zwenkau bei Leipzig Lebensmittelverpackungen im Spritzgussverfahren. Die Maschinen laufen im Drei-Schicht-Betrieb und bringen entsprechend hohe Wärmelasten in die Fertigungshallen ein. In der Vergangenheit wurden im Sommer Hallentemperaturen von bis zu 40 °C erreicht.

Die vier Produktionshallen wurden zuvor ausschließlich über vorhandene Lichtkuppeln entlüftet. Der damit erzielte Luftdurchsatz von rund 20.000 m³/h bei etwa 7.550 m³ Raumvolumen je Halle reichte für die Produktionsbedingungen nicht aus.

Mit der Erweiterung des Werks wurde deshalb auch das Klima- und Lüftungskonzept neu aufgebaut. Ziel war eine Raumtemperatur von höchstens 28 °C bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von etwa 60 Prozent. Gleichzeitig mussten die thermischen Lasten einer installierten Maschinenleistung von insgesamt 3,5 MW berücksichtigt werden.

Colt teilte die Produktionsfläche in neun Zonen mit jeweils eigener Versorgung. Dafür wurden neun kombinierte Tristar/CoolStream-Einheiten auf den Hallendächern installiert.

Jede Tristar-Einheit fördert 24.000 m³/h. Daraus ergibt sich ein Gesamtluftdurchsatz von 216.000 m³/h. Die gesamte adiabatische Kühlleistung wird für das Projekt mit 1.311 kW angegeben.

Die neun Tristar-Zuluftgeräte sind jeweils mit einer CoolStream-Einheit gekoppelt. Die Außenluft wird angesaugt und über das befeuchtete Verdunstungsmedium geführt. Beim Verdunsten des Wassers wird der Luft Wärme entzogen, wodurch sich ihre Temperatur ohne klassischen Kältemittelprozess reduziert.

Die gekühlte und gefilterte Zuluft gelangt anschließend über diffundierende Quellauslässe in die Produktionsbereiche. Mit einer Austrittsgeschwindigkeit von etwa 0,2 m/s wird sie bodennah und mit geringer Turbulenz eingebracht. Die kühlere Frischluft breitet sich in den Aufenthalts- und Maschinenbereichen aus, während die durch die Produktion erwärmte Luft aufgrund des thermischen Auftriebs nach oben steigt.

Auf dem Hallendach führen zehn WCO-Mehrzwecklüfter die warme Abluft nach außen ab. Die Geräte wurden in bestehende Dachöffnungen eingesetzt, in denen zuvor Lichtkuppeln installiert waren. Auch die neun Tristar/CoolStream-Anlagen konnten vorhandene Öffnungen nutzen.

Über ICS4link werden Zuluftgeräte, adiabatische Kühlung und WCO-Dachlüfter mit der Gebäudeleittechnik koordiniert. Dadurch lässt sich die Anlage abhängig von den Anforderungen der neun Produktionszonen betreiben.

Dieses Zusammenspiel aus Zuluft, Verdunstungskühlung, Verdrängungsströmung und natürlicher Entlüftung bildet das zentrale Klimakonzept des Projekts.

Ein wesentliches Ziel der Modernisierung war neben verbesserten Hallentemperaturen ein geringerer Energiebedarf für die Kühlung.

Für die Anlage nennt die Projektbeschreibung bei einer Kühllast von 498 W/m² eine berechnete jährliche Energieeinsparung von 655.500 kWh. Bezugsgröße dieser Rechnung ist eine konventionelle maschinelle Be- und Entlüftungsanlage mit Kaltwassersatz.

Auf Basis des in der Projektbeschreibung verwendeten Strommixes wurde daraus außerdem eine rechnerische CO₂-Einsparung von rund 332 Tonnen pro Jahr abgeleitet. Beide Werte beziehen sich auf die damaligen Annahmen und Randbedingungen des Projekts und sind deshalb nicht ohne Weiteres auf andere Produktionshallen übertragbar.

Zur energetischen Wirkung trägt auch die zonenweise Anlagenstruktur bei. Nicht jede Hallenzone muss unabhängig vom tatsächlichen Bedarf identisch betrieben werden. Über ICS4link lassen sich die einzelnen Komponenten mit dem Gebäudeleitsystem koordinieren.

Die Anlage verbindet damit drei zentrale Anforderungen der Kunststoffproduktion: die Abfuhr hoher interner Wärmelasten, eine kontrollierte Frischluftversorgung im Arbeitsbereich und eine Kühlung ohne klassischen Kaltwassersatz als primäres Spitzenlastsystem.