Klimatechnik | Adiabatische Kühlung
Klimatechnik für Fonterra in Heerenveen
In der neuen Fonterra-Molkerei in Heerenveen verbindet Colt adiabatische Kühlung, Wärmerückgewinnung, Heizung und natürliche Lüftung. Das abgestimmte System regelt Temperatur, Luftfeuchte, Frischluftanteil und Überdruck und unterstützt zugleich den Rauch- und Wärmeabzug.
Ganzjähriges Klimakonzept für die Fonterra-Molkerei
Fonterra produziert am niederländischen Standort Heerenveen Zutaten für hochwertige Lebensmittel und Kindernahrung. In der rund 10.000 m² großen Molkerei werden Bestandteile aus Molke gewonnen, getrocknet beziehungsweise kondensiert und anschließend weiterverarbeitet. Für diese Prozesse sind kontrollierte Raumtemperaturen, eine zuverlässige Frischluftversorgung und definierte Luftströmungen erforderlich.
Colt stattete das 2014 entstandene Produktionsgebäude mit einer kombinierten Klima-, Lüftungs- und Brandschutztechnik aus. Sieben Einheiten des natürlichen Kühl- und Lüftungssystems CoolStream S versorgen die Produktionshallen mit aufbereiteter Außenluft. Ergänzend ermöglicht das Klimasystem Caloris das gleichzeitige Heizen und Kühlen mit Wärmerückgewinnung.
Die Anlagen regulieren neben der Temperatur auch die Luftfeuchtigkeit, den Lufterneuerungsgrad, die Luftzirkulation und den Überdruck in den Produktionsbereichen. Damit unterstützen sie konstante Bedingungen für die Herstellung empfindlicher Molke- und Laktoseprodukte.
Eine natürliche Lüftungs- und Rauchabzugsanlage ergänzt das Klimakonzept. Im täglichen Betrieb trägt sie zur Frischluftversorgung bei. Im Brandfall dient sie der Ableitung von Rauch und Wärme. So werden Produktionsklima und vorbeugender Brandschutz innerhalb eines abgestimmten Gesamtsystems zusammengeführt.
Case History
Projekt: Fonterra-Molkerei
Ort: Heerenveen, Niederlande
Gebäudetyp: Produktionsgebäude
Anforderungsprofil: Frischluftversorgung, Temperaturregelung, Kontrolle der Luftfeuchtigkeit, Wärmerückgewinnung und Rauch- und Wärmeabzug
Lösung: Kombiniertes Klima- und Lüftungssystem mit adiabatischer Kühlung
Produkt: Coolstream, Caloris
CoolStream S kühlt Außenluft durch Wasserverdunstung
Das CoolStream-S-System nutzt das Prinzip der adiabatischen Verdunstungskühlung. Dabei wird warme Außenluft von energiesparenden EC-Ventilatoren angesaugt und durch eine befeuchtete Kühleinheit geführt. Bei der Verdunstung des Wassers wird der Luft Wärme entzogen. Die Zuluft kann dadurch um bis zu 15 °C abgekühlt werden.
Anschließend wird die gekühlte und gefilterte Luft mit einem definierten Überdruck in die Produktionshallen eingebracht. Der Überdruck unterstützt eine kontrollierte Luftströmung und kann dazu beitragen, das Eindringen unbehandelter Außenluft in sensible Produktionsbereiche zu begrenzen. Natürliche und maschinelle Abluftanlagen führen die erwärmte oder verbrauchte Raumluft nach außen.
Die adiabatische Kühlung arbeitet überwiegend mit den Ressourcen Luft und Wasser. Anders als bei einer konventionellen Kompressionskältemaschine wird die Kälte nicht allein über einen mechanischen Kältekreislauf erzeugt. Dadurch lässt sich der Strombedarf für die sommerliche Kühlung begrenzen.
Für die Fonterra-Produktion ist neben der reinen Temperaturabsenkung vor allem die kontrollierte Luftaufbereitung entscheidend. Filterung, Frischluftmenge, Überdruck und Abluftführung werden so aufeinander abgestimmt, dass die Produktionshallen kontinuierlich mit behandelter Außenluft versorgt werden.
Saisonaler Anlagenbetrieb
Heizen, Kühlen und Lüften nach Bedarf
Im Sommer führt CoolStream S gekühlte und gefilterte Außenluft in die Produktionsbereiche. Im Frühjahr und Herbst wird warme Raumluft mit Außenluft gemischt und erneut genutzt. Dadurch sinkt der Energiebedarf für die Temperierung der Zuluft.
In den Wintermonaten erwärmt ein Lufterhitzer das gefilterte Umluft-Außenluft-Gemisch. Der Außenluftanteil wird dabei auf den hygienisch und betrieblich erforderlichen Bedarf abgestimmt. Das Klimasystem Caloris ergänzt den saisonalen Betrieb durch Wärmepumpentechnik und Wärmerückgewinnung für gleichzeitige Heiz- und Kühlaufgaben.
Caloris nutzt Wärme aus Kühlprozessen weiter
In industriellen Produktionsgebäuden treten häufig gleichzeitig Kühl- und Heizanforderungen auf. Während einzelne Bereiche oder Prozesse gekühlt werden müssen, benötigen andere Zonen Wärme. Das Caloris-System nutzt diese parallelen Anforderungen, indem es Wärme aus dem Kühlprozess zurückgewinnt und an anderer Stelle wieder bereitstellt.
Dadurch kann ein Teil der erzeugten Wärme innerhalb des Gebäudes weiterverwendet werden, anstatt sie ungenutzt an die Umgebung abzugeben. Die Wärmerückgewinnung reduziert den zusätzlichen Energiebedarf für die Beheizung und unterstützt einen gleichmäßigeren Anlagenbetrieb über das Jahr.
Das System arbeitet auf Basis einer Wärmepumpe und kommt nach den Projektangaben mit einer geringen Kältemittelfüllmenge aus. Für Betreiber bedeutet dies, dass Heizung, Kühlung und Wärmerückgewinnung nicht als getrennte Einzelanlagen betrachtet werden müssen. Sie lassen sich innerhalb eines gemeinsamen Klimasystems koordinieren.
Bei Fonterra ergänzt Caloris die sieben CoolStream-S-Einheiten. Während die adiabatische Kühlung insbesondere bei warmen Außenbedingungen die Frischluft temperiert, deckt Caloris zusätzliche Heiz- und Kühlaufgaben ab. Diese Kombination erweitert den Betriebsbereich und ermöglicht eine bedarfsgerechte Anpassung an wechselnde Produktions- und Außenbedingungen.
Kontrollierte Trocknung
Definierte Luftwerte für sensible Produktionsprozesse
Für einen in den Projektunterlagen beschriebenen Druck- und Trocknungsbereich waren enge klimatische Grenzwerte einzuhalten. Die relative Luftfeuchtigkeit sollte unter 60 Prozent liegen, angestrebt wurden Werte unter 30 Prozent. Die Zulufttemperatur musste zwischen 20 und 25 °C liegen.
Zur Luftaufbereitung war die Filterqualität M5 beziehungsweise F5 vorgesehen. Colt setzte Direktverdampfer und Nachheizregister sowie zwei parallel betriebene Zu- und Abluftventilatoren ein. Zwei Verflüssigungssätze ergänzten die Anlage und unterstützten einen kontinuierlichen Betrieb.
Kontrollierte Luftbedingungen sichern Produktion und Gebäudebetrieb
In der Molkeverarbeitung beeinflussen Temperatur, Feuchte und Luftreinheit die Stabilität der Produktionsbedingungen. Werden diese Größen nicht kontrolliert, können sich Trocknungs-, Kondensations- und Verarbeitungsprozesse verändern. Das Colt-System stellt deshalb nicht nur gekühlte oder erwärmte Luft bereit, sondern regelt mehrere lufttechnische Parameter gemeinsam.
Die Filterung reduziert Verunreinigungen in der Zuluft. Der definierte Lufterneuerungsgrad sorgt für den erforderlichen Austausch mit der Außenluft. Eine abgestimmte Luftzirkulation verteilt die aufbereitete Luft innerhalb der Hallen, während der Überdruck die Strömungsrichtung zwischen unterschiedlichen Gebäudebereichen unterstützt.
Für den beschriebenen Druck- und Trocknungsbereich wurden zusätzliche Komponenten eingesetzt. Direktverdampfer kühlen und entfeuchten die Luft. Nachheizregister bringen sie anschließend auf die erforderliche Zulufttemperatur. Parallel betriebene Zu- und Abluftventilatoren erhöhen die Betriebssicherheit, da die Luftführung nicht allein von einem einzelnen Ventilator abhängig ist.
Die natürliche Lüftungs- und Rauchabzugsanlage ergänzt diese betrieblichen Funktionen um den Brandschutz. Im Normalbetrieb unterstützt sie die Lüftung. Im Notfall öffnet sie definierte Abzugsflächen, damit Rauch und Wärme aus dem Gebäude entweichen können.
Damit entstand für Fonterra ein ganzjährig nutzbares Gesamtkonzept: adiabatische Kühlung für warme Perioden, Wärmerückgewinnung und Mischluftbetrieb in den Übergangszeiten, Lufterwärmung im Winter sowie kontrollierte Lüftung und Rauchableitung für den regulären und sicherheitsgerichteten Gebäudebetrieb.
FAQ
Wie funktioniert die adiabatische Kühlung bei Fonterra?
Bei der adiabatischen Kühlung wird warme Außenluft durch eine mit Wasser befeuchtete Kühleinheit geführt. Das Wasser verdunstet und entzieht der Luft dabei Wärme. Die Zuluft wird abgekühlt, ohne dass die Kälte ausschließlich über einen konventionellen Kältekreislauf erzeugt werden muss. Bei Fonterra saugen EC-Ventilatoren die Außenluft an. Anschließend wird sie gekühlt, gefiltert und mit einem definierten Überdruck in die Produktionshallen geleitet. Die verbrauchte Raumluft verlässt das Gebäude über natürliche und maschinelle Abluftanlagen.
Um wie viel kann CoolStream S die Luft abkühlen?
Nach den Projektdaten kann die angesaugte Außenluft um bis zu 15 °C abgekühlt werden. Die tatsächlich erreichbare Temperaturabsenkung hängt von den Außenbedingungen ab. Besonders wichtig ist die Luftfeuchtigkeit: Je trockener die Außenluft ist, desto mehr Wasser kann verdunsten und desto stärker fällt der Kühlungseffekt aus. Bei bereits feuchter Außenluft ist die mögliche Temperaturabsenkung geringer. Deshalb wird die adiabatische Kühlung abhängig von den aktuellen Außen- und Innenbedingungen geregelt.
Wie arbeitet das Klimasystem im Winter?
Im Winter wird ein gefiltertes Gemisch aus Umluft und Außenluft über einen Lufterhitzer erwärmt. Der Außenluftanteil wird auf den erforderlichen Frischluftbedarf reduziert, damit nicht unnötig große Mengen kalter Außenluft aufgeheizt werden müssen. Gleichzeitig bleibt die kontinuierliche Frischluftversorgung erhalten. Das Caloris-System unterstützt die Wärmeerzeugung durch Wärmepumpentechnik und nutzt Wärme aus anderen Kühlprozessen erneut. Dadurch lassen sich Heiz- und Kühlanforderungen innerhalb des Gebäudes miteinander verbinden.
Welche Aufgaben übernimmt Caloris?
Caloris ist ein kombiniertes Heiz- und Kühlsystem mit Wärmepumpentechnik und Wärmerückgewinnung. Es kann Wärme, die bei einem Kühlprozess anfällt, für die Beheizung anderer Gebäudebereiche nutzen. Dies ist besonders relevant, wenn in einem Produktionsgebäude gleichzeitig Wärme und Kälte benötigt werden. Bei Fonterra ergänzt Caloris die adiabatische Kühlung durch CoolStream S und erweitert den möglichen Anlagenbetrieb auf unterschiedliche Jahreszeiten und Produktionsbedingungen.
Ihr nächstes Projekt
Ähnliche Anforderungen? Sprechen Sie mit uns.
Sie planen ein Projekt mit vergleichbaren Anforderungen an Brandschutz, Lüftung, Klimatechnik, Tageslicht oder Sonnenschutz? Unsere Experten unterstützen Sie dabei, technische Möglichkeiten zu bewerten und geeignete Systeme in die Planung zu integrieren.