Effizienter Betrieb von Kälteanlagen
Energieeinsparung, Wärmerückgewinnung, Abwärmenutzung
Dieter Korn
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Dieter Korn, Effizienter Betrieb von Kälteanlagen (2014), VDE Verlag, Berlin, ISBN: 9783800738533
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Beschreibung / Abstract
Etwa 16 % der in Deutschland verbrauchten Elektroenergie entfällt auf die Kältetechnik. Annähernd die Hälfte dieser Energie benötigen gewerbliche und industrielle Kälteanlagen einschließlich der Prozess- und Klimakälte. Durch Maßnahmen zur Modernisierung dieser Bestandsanlagen können mindestens 30 % ihres Energieverbrauchs eingespart werden.
Die vom Kälteanlagenbauer auf Veranlassung des Betreibers durchzuführenden Maßnahmen sollten sich nicht nur auf den Austausch und Einsatz von Bauteilen beschränken, sondern
gleichzeitig eine Verbesserung der Instandhaltung und Wartung sowie Nutzung der Wärmerückgewinnung einschließen.
Die beiden in dieser Auflage neu hinzugekommenen Kapitel behandeln die wirtschaftliche Abtauung von Verdampfern sowie den Einsatz von „Kälte-Elektronik“ u. a. zur energetisch
transparenten Darstellung des Anlagenbetriebs. Dabei stehen die Einsparung von Energie und die Steigerung der Betriebssicherheit bei der Modernisierung von Bestandsanlagen, bei der Planung und Projektierung von Neuanlagen sowie der Betriebsführung der Anlagen gleichermaßen im Fokus.
Die Vorschläge des Autors gehen dabei von drei wesentlichen Voraussetzungen aus:
• Die Verbesserungen müssen sich ohne lange Stillstandszeiten realisieren lassen.
• Die Betriebssicherheit und die Lebensdauer müssen erhalten oder verbessert werden.
• Das Energieeinsparpotenzial soll so hoch sein, dass sich die Investitionskosten innerhalb von 6-12 Monaten amortisieren.
Die vom Kälteanlagenbauer auf Veranlassung des Betreibers durchzuführenden Maßnahmen sollten sich nicht nur auf den Austausch und Einsatz von Bauteilen beschränken, sondern
gleichzeitig eine Verbesserung der Instandhaltung und Wartung sowie Nutzung der Wärmerückgewinnung einschließen.
Die beiden in dieser Auflage neu hinzugekommenen Kapitel behandeln die wirtschaftliche Abtauung von Verdampfern sowie den Einsatz von „Kälte-Elektronik“ u. a. zur energetisch
transparenten Darstellung des Anlagenbetriebs. Dabei stehen die Einsparung von Energie und die Steigerung der Betriebssicherheit bei der Modernisierung von Bestandsanlagen, bei der Planung und Projektierung von Neuanlagen sowie der Betriebsführung der Anlagen gleichermaßen im Fokus.
Die Vorschläge des Autors gehen dabei von drei wesentlichen Voraussetzungen aus:
• Die Verbesserungen müssen sich ohne lange Stillstandszeiten realisieren lassen.
• Die Betriebssicherheit und die Lebensdauer müssen erhalten oder verbessert werden.
• Das Energieeinsparpotenzial soll so hoch sein, dass sich die Investitionskosten innerhalb von 6-12 Monaten amortisieren.
Leseprobe
Inhaltsverzeichnis
- Effizienter Betrieb von Kälteanlagen
- Vorwort zur 2. Auflage
- Vorwort zur 1. Auflage
- Inhalt
- 1 Einleitung und Vorschau auf die Kapitel 2 bis 9
- 2 Drehzahlverstellung zur bedarfsabhängigen Regelung von Verdichtern und Verflüssiger-Ventilatoren
- 2.1 Funktionsprinzip des Frequenzumrichters
- 2.2 Bedarfsgerechte Leistungspassung von Verdichtern
- 2.3 Druckregelung von luft gekühlten Verflüssigern
- 2.4 Drehzahlverstellung von Verfl üssiger- Ventilatoren mit EC-Motoren
- 2.5 Drehzahlverstellung von Verfl üssiger- Ventilatoren durch Phasenanschnitt steuerungen
- 2.6 Amortisation von Frequenzumformern, EC-Motoren und Phasenanschnittsteuerungen
- 3 Vorteile durch Austausch thermostatischer Expansionsventile (TEV) gegen elektronische Expansionsventile (EEV)
- 3.1 Thermostatische und elektronische Expansionsventile: Funktion, konstruktive Ausführung und deren Wirksamkeit
- 3.2 Energetische Vorteile elektronischer Expansionsventile
- 3.3 Verdampferseitige Voraussetzungen zum optimalen Betrieb mit EEV
- 3.4 Anlagenseitige Voraussetzungen zum optimalen Betrieb mit EEV
- 3.5 Einsparpotenzial durch Einsatz von EEV
- 3.6 Grenzen für die Absenkung der Verfl üssigungstemperatur
- 3.7 Unterschiede bei der Auslegung von TEV und EEV
- 3.8 Verflüssigungsdruckregelung - Vor- und Nachteile unterschiedlicher Regelungsverfahren bei Trockenexpansion
- 3.9 Beispiel : Welche prozentualen Einsparungen lassen sich jährlich mit EEV im Vergleich zu TEV realisieren?
- 3.10 Amortisationsrechnung
- 4 Wärmerückgewinnung bei gewerblichen und industriellen Kälteanlagen
- 4.1 Wärmequellen in Kälteanlagen mit Hubkolbenverdichtern - Quantifizierung und Temperaturniveaus
- 4.2 Ölkühler als Wärmequelle in Kälteanlagen mit Schraubenverdichtern
- 4.3 Wasserkreislauf der WRG
- 4.4 Rohrschaltungen und Anordnung der Wärmetauscher in WRG-Systemen
- 4.5 Funktion und Konzepte der Regelung von WRG-Systemen
- 4.6 Grundsätzliches zur Reihenschaltung von WRG-Verflüssigern
- 4.7 Grundsätzliches zur Parallelschaltung von WRG-Verflüssigern
- 4.8 Grundsätzliches zur gemischten Schaltung von WRG-Verfl üssigern
- 5 Abwärmenutzung in der Kältetechnik
- 5.1 Beispiel Mehrzweckhalle
- 5.2 Beispiel Warenhaus
- 5.3 Beispiel Anbindung Kunsteisbahn-Schwimmbad
- 5.4 Weitere Anwendungen zur Abwärmenutzung
- 6 Energetische Auswirkungen durch Verunreinigung von Ammoniak-Kälteanlagen durch Fremdgase und Wasser
- 6.1 Ursachen für die Ansammlung von Fremdgasen und Wasser in Ammoniak-Kreisläufen
- 6.2 Verfahren zum Nachweis von Fremdgasen und Wasser im Kältemittelkreislauf
- 6.3 Einfluss von Fremdgasen in Ammoniak- Kälteanlagen auf den Energieverbrauch
- 6.4 Einfluss von Wasser in Ammoniak-Kälteanlagen auf den Energieverbrauch
- 6.5 Beseitigung von Fremdgasen aus dem Kältemittelkreislauf
- 6.6 Entfernung von Wasser aus dem Kältemittelkreislauf
- 6.7 Auswirkung von Verunreinigungen auf Zuverlässigkeit und Lebensdauer von Ammoniak-Kälteanlagen
- 7 Verluste durch Verschmutzungen an Wärmetauschern erkennen, begrenzen und beseitigen
- 7.1 Entwicklung und Formen der Ablagerungsbildung
- 7.2 Verschlechterung des k-Werts durch Fouling
- 7.3 Maßnahmen gegen Fouling
- 8 Abtauen von Verdampfern - ökonomisch und energiesparend
- 8.1 Maßnahmen zur energetisch vorteilhaften und schonenden Abtauung
- 8.2 Verringerung des Energiebedarfs und Verbesserung der Betriebssicherheit bei Anwendung der gängigen Abtauverfahren
- 8.3 Einflüsse auf die Wirksamkeit verschiedener Abtauverfahren
- 8.4 Betriebsarten der Abtauung
- 8.5 Ausblick auf zukünftige Entwicklungen zur Abtauung von Verdampfern
- 9 Nutzung fortschrittlicher Automatisierungstechnik zur Energieeinsparung und zur Steigerung der Betriebssicherheit
- 9.1 Automatisierungstechnik zur Modernisierung von Bestandsanlagen
- 9.2 Beispiele für den Einsatz fortschrittlicher Kälte-Elektronik
- Abbildungsverzeichnis
- Literaturverzeichnis
- Stichwortverzeichnis