KÄLTEVERSORGUNG. Ein Unternehmen von Bayer und LANXESS

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1 KÄLTEVERSORGUNG Ein Unternehmen von Bayer und LANXESS

2 KÄLTEVERSORGUNG - Einführung EINFÜHRUNG In vielen Produktionsbereichen der chemischen Industrie ist die richtige Betriebstemperatur eine Grundvoraussetzung für den reibungslosen Ablauf von Prozessen. Deshalb wird sowohl bei der Produktkühlung als auch zur Kühlung oder Klimatisierung von Gebäuden und Räumen, in denen empfindliche Produkte verar- Durch die Erzeugung und Verteilung von Kälte stellt CURRENTA eine optimale Umgebung für temperaturempfindliche Abläufe und Produkte sicher. beitet werden, Kälte benötigt. Denn schon geringe Temperaturabweichungen können Störungen verursachen, die oft nicht unerhebliche Kosten nach sich ziehen. Kälteerzeugung und -verteilung Derzeit sind ungefähr 70 Produktions- und Dienstleistungsunternehmen an den drei Standorten angesiedelt und Kunden der CURRENTA. Die Kälteversorgung beliefert diese in Leverkusen und Dormagen mit Kälte. Dabei sind Temperaturniveaus von -5 C, -20 C, -33 C und -45 C vor Ort beim Kunden beziehungsweise beim Kälteverbraucher möglich. Dort wird keine komplette Kälteanlage benötigt, sondern lediglich eine Verdampferstation mit vergleichsweise geringem Raumbedarf. Die aufgenommene Wärme wird durch die Verbundnetze in die Kältezentrale abgeführt. Regelmäßig führen wir Kontrollen durch und gewährleisten dadurch hohe Sicherheits- sowie Umweltstandards. Wir setzen ausschließlich das energetisch günstige und klimafreundliche Kältemittel Ammoniak ein, das weder zum Treibhauseffekt noch zur Schädigung der Ozonschicht beiträgt. Darüber hinaus kann man seinen typischen Geruch bereits in Konzentrationen von 5 ppm (parts per million) wahrnehmen, so dass geringste Undichtigkeiten sofort erkannt und beseitigt werden können. Unsere zentrale Kältewarte ist ständig besetzt, so dass Ihnen dort jederzeit ein Ansprechpartner zur Verfügung steht. Das Segment Kälteversorgung gliedert sich in die Bereiche Kälteerzeugung und Kälteverteilung. Eine vereinfachte Darstellung des Kälteprozesses sehen Sie auf Abbildung 1 (Seite 4). Die Kälteerzeugung ist für den Betrieb und die Fahrweise der Kältezentralen an den verschiedenen Standorten zuständig, der Bereich Kälteverteilung für die technische Betreuung der Kältenetze und Kunden. Darüber hinaus beraten seine erfahrenen Mitarbeiter die Kälteverbraucher zu allen Anwendungsfällen der Kältetechnik umfassend hinsichtlich Technik und Wirtschaftlichkeit, um gemeinsam passgenaue Lösungen zu entwickeln

3 KÄLTEVERSORGUNG - Kälteerzeugnung - Kälteverteilung KÄLTEERZEUGUNG KÄLTEVERTEILUNG Die CURRENTA Kälteversorgung erzeugt mit Hilfe von Kompressionskälteanlagen Kälte auf unterschiedlichen Temperaturniveaus. Das Kälteverteilnetz verbindet mit seinen Rohrleitungen die Kältezentralen mit den Kälteverbrauchern. Kältezentrale Ablauf des Kompressionskälteprozesses Flüssigkeit Kältemitteldampf HD ND Verflüssiger Kältenetz EXPANSIONSVENTIL Verdichter Verdampfer Kälte-Kunde Abb. 1: Schnittstellen der Kälteversorgung Grundsätzlich steuern wir einen Prozess, bei dem Wärme aus einem Bereich beim Kunden aufgenommen und anschließend bei entsprechend höherer Temperatur wieder an Ammoniak abgegeben wird. In den CHEMPARK- Standorten Leverkusen und Dormagen erfolgt dies durch einen Kompressionskälteprozess. Mit dessen Hilfe können wir im CHEMPARK Leverkusen Kälte auf den Temperaturniveaus -5 C, -20 C und -45 C anbieten, im CHEMPARK Dormagen auf -5 C, -20 C und -33 C. Der Kompressionskälteprozess besteht hauptsächlich aus den vier Komponenten Verdampfer, Verdichter, Verflüssiger und Expansionsventil. Wir verwenden 100% Ammoniak, das sich in der chemischen Industrie als Standard etabliert hat. Der Kältekreislauf ist ein geschlossener thermodynamischer Kreisprozess, der die Abhängigkeit der Verdampfungs- und Verflüssigungstemperatur von Druck ausnutzt. Der Prozess durchläuft die vier Stationen Verdampfen, Verdichten, Kondensieren und Entspannen. Der Verdichter saugt das gasförmige Kältemittel aus dem Verdampfer ab und verdichtet es. Dadurch steigen der Druck und die Temperatur des Kältemittels. Im Verflüssiger kondensiert das gasförmige Kältemittel durch Wärmeabgabe an das Kühlmedium. Das flüssige Kältemittel wird anschließend in dem Drosselventil wieder auf den Verdampfungsdruck entspannt und dem Verdampfer zugeführt. Hier findet die tatsächliche Kälteerzeugung statt: Das Kältemittel wird über das Expansionsventil entspannt, die Temperatur des Kältemittels sinkt. Dieses nimmt nun Wärme aus der Umgebung oder einem Kälteträger auf und kühlt diese beziehungsweise diesen ab. Dadurch verdampft das Kältemittel im Verdampfer. Das immer noch kalte, gasförmige Kältemittel wird von den Verdichtern wieder angesaugt und der Kältekreislauf beginnt erneut. Die Rohrleitungen zwischen der Verdichteranlagen und den Verdampferstationen sind im Wesentlichen auf allgemeinen Rohrbrücken verlegt. Das Ammoniakflüssigkeits- und das Ammoniakgasnetz bilden zusammen das Kälteverteilnetz, das nicht ausschließlich innerhalb des CHEMPARK verläuft. Am Standort Leverkusen sind die Netze insgesamt jeweils knapp 20 Kilometer lang, in Dormagen mehr als acht. Die Drücke in den Gasnetzen betragen 3,55 bara (-5 C), 1,9 bara (-20 C) und 0,55 bara (-45 C). Die Dichte von flüssigem Ammoniak ist größer als die von gasförmigem. Da die ankommende flüssige Ammoniakmenge gleich der abgehenden gasförmigen ist, ist der Durchmesser des Gasnetzes größer. Er variiert zwischen DN100 und DN700, beim Flüssignetz zwischen DN25 und DN200. Schnellschlussarmaturen reduzieren im Störungsfall automatisch die möglicherweise austretende Ammoniak-Menge. Messwarte der Kältezentrale G21 in Leverkusen 04 05

4 KÄLTEVERSORGUNG - Verdampferstation Überströmventil VERDAMPFERSTATION Netzbetreiber Kunde -Flüssigkeitsnetz Die wirtschaftliche Anlage mit geringem Raumbedarf erzeugt die Kälte direkt in Ihrem Betrieb. -Dampfnetz über Dach TS-A PS-A / -Wärmeaustauscher Wechselventil PS+A+ Abscheider LS+A+ -Verdampfer Expansionsventil LICA+ Kälteträger Abb. 2: Darstellung der technischen Schnittstelle Verdampferstation Grundsätzlich unterscheidet man zwischen der direkten und indirekten Kühlung von Produkten. Während bei Ersterer das Kältemittel direkt das Produkt kühlt, senkt es bei der zweiten Variante die Temperatur des Kälteträgers. Dieser wirkt anschließend kühlend auf das Produkt. Da im CHEMPARK fast ausnahmslos die indirekte Kühlung verwendet wird, gehen wir im Folgenden ausschließlich auf die Verdampferstation ein. Die Verdampferstation besteht aus zwei Anlagenteilen: dem Wärmetauscher, der Wärmeenergie vom flüssigen auf das gasförmige Ammoniak überträgt, und dem Verdampfer mit Einspritzventil. Das mit etwa Umgebungstemperatur aus dem Kältenetz kommende flüssige Ammoniak wird im Wärmetauscher auf ein niedriges Temperaturniveau gebracht und im Expansionsventil entspannt. Anschließend verdampft es bei der entsprechenden Temperatur im Verdampfer durch Kühlung des Kälteträgers. Das kalte gasförmige Ammoniak wird nun in den Wärmetauscher zurückgeführt, wo es durch Wärmeübertragung mit dem flüssigen wieder ungefähr auf die Umgebungstemperatur erhitzt wird. Weitergehende Serviceleistungen Um die Anlagensicherheit gewährleisten zu können, sind jährlich an allen 156 Verdampfern in den Kundenbetrieben Kontrollen erforderlich. Dabei werden Sicht-, Funktionsund Dichtheitsprüfungen von den Mitarbeitern der Kälteverteilung vorgenommen. Neben den jährlichen Untersuchungen unterstützen unsere Experten die CHEMPARK-Partner bei Störungsbeseitigungen, anfallenden Reparaturen, Instandhaltungsmaßnahmen und Inbetriebnahmen sowie bei Sicherheitsbetrachtungen ihrer Kälteanlagen

5 Herausgeber Currenta GmbH & Co. OHG Leverkusen Deutschland Stand: Mai 2014