Adiabate Kühlung in der Industrie : Kühlen mit Köpfchen: Luftbefeuchtung für die Prozess- und Raumkühlung

Der Bedarf an Klima- und Kältetechnik in der Industrie nimmt aufgrund globaler Temperatursteigerungen stetig zu. Die letzten sieben Jahre zählten zu den wärmsten weltweit. Infolgedessen erhöht sich die Belastung in vielen Gewerbe- und Produktionsgebäuden. Hohe Temperaturen können Materialien und Maschinen beeinträchtigen und haben signifikante Auswirkungen auf die Gesundheit und Arbeitsleistung.

Dies kann zu Kopfschmerzen, Übelkeit, Erschöpfung und sogar Hitzeschlägen führen. Studien zeigen Produktivitätsrückgänge von 3 bis 12 Prozent während Hitzewellen. Reduzierte Konzentration, erhöhtes Fehler- und Unfallrisiko sowie eingeschränkte Kreativität beeinflussen die Leistungsfähigkeit negativ und verursachen finanzielle Einbußen für Unternehmen.

Auch der Autozulieferer Hella nutzt das Prinzip der adiabaten Verdunstungskühlung. Im Hella-Werk in Recklinghausen, wo Fahrpedal- und Lenkwinkelsensoren sowie verschiedene Aktuatoren gefertigt werden, kommt zur Sicherung der Qualität und Kühlung eine Direkt-Raumluftbefeuchtung von Condair Systems zum Einsatz.

Um Elektrostatik zu vermeiden, hat Hella 2011 erstmals eine Direkt-Raumluftbefeuchtung installiert, die seither mehrfach erweitert und modernisiert wurde. Hochdruck-Düsen-Luftbefeuchter vom Typ TurboFog wurden direkt in den Produktionshallen angebracht. Bei Bedarf versprühen sie einen mikrofeinen Nebel, der sofort von der Raumluft aufgenommen wird und sich dort gleichmäßig verteilt.

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Die Luftbefeuchter werden über digitale Regelsysteme gesteuert, die die klimatischen Bedingungen in den Hallen kontinuierlich überwachen und den optimalen Sollwert von 50 Prozent relativer Luftfeuchtigkeit präzise regeln. Durch eine Hochdruckpulsation, bei der Wasser mit bis zu 85 bar durch die Hochleistungsdüsen gepresst wird, entsteht eine feine Vernebelung mit einer Tröpfchengröße von unter 15 µm.

Thomas Hering, den Leiter Technical Service bei Hella, lobt den Mehrwert der Technologie: „Die vollständige Absorption der mikrofein vernebelten Wassertropfen entzieht der Hallenluft Wärme und wirkt sich im Sommer sehr positiv auf unsere Mitarbeitendenzufriedenheit aus.“ Die Temperatur kann so um bis zu 2 °C sinken, was das Wohlbefinden in den Hallen spürbar steigert. Zudem ist die Technik sehr wirtschaftlich: 100 Liter Wasser einer Hochdruckdüsen-Luftbefeuchtung nehmen bei nur 0,6 kW Energieeinsatz rund 70 kW Wärme auf.

Hella nutzt das Prinzip der adiabatischen Kühlung nicht nur innerhalb der Produktion, sondern auch außerhalb auf den Dächern der Hallen mit einer zusätzlichen Luftbefeuchtung: Zur Umlaufkühlung der Hallen werden dort luftgekühlte Kältemaschinen als Kaltwassersatz eingesetzt. Im angeschlossenen Wasserkreislauf zirkuliert kaltes Wasser, das die Prozesswärme aus den Hallen aufnimmt und mit höherer Temperatur zurück zum Kältemittel des Flüssigkeitskühlers führt. Die Wärme wird über das verdichtete Kältemittel an die Luft abgegeben und das Wasser im geschlossenen Kreislauf wieder abgekühlt.

„In den vergangenen heißen Sommern gab es häufiger Funktionsausfälle der Kälteanlagen, weil das Kältemittel durch die Hitze auf den Dächern in den Kondensatoren nicht mehr ausreichend verflüssigt werden konnte. Auf Empfehlung von Condair Systems haben wir seit 2021 ein zusätzliches Luftbefeuchtungssystem nur für die Prozesskühlung der Kälteanlagen auf den Dächern installiert. Seitdem funktioniert die Umlaufkühlung auch im Sommer störungsfrei“, erklärt Hering.

Ander als zur Luftbefeuchtung in der Elektronikfertigung wurde im Außenbereich das System ML Flex installiert. Es ist aufgrund seiner robusten Bauweise und hohen Leistung in der Lage, auch extremen Dachbedingungen standzuhalten. Das ML Flex System arbeitet mit einer Hochdruckpumpe und kühlt die Umgebungsluft der Kältemaschine gezielt über einen Düsenstrang aus Edelstahl ab.

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Die Luftbefeuchtungsanlage bei Hella ist in den letzten Jahren durch Erweiterungen und Optimierungen stetig gewachsen: Zuletzt konnten die Vorbereitung eine weiteren Halle auf zusätzliche Luftbefeuchter und die Umrüstung eines Labors von Dampf- auf Hochdruckbefeuchtung von Condair Systems abgeschlossen werden.

Für das Facility Management sei es wichtig, die Systeme über die Jahre beherrschen zu lernen und Erfahrungen zu sammeln, wie Hering ausführt. „Nach 10 Jahren guter Zusammenarbeit, gab es für uns daher keinen Grund den Hersteller zu wechseln“, so Hering. „Zuverlässigkeit und Prozesssicherheit spielen bei uns eine übergeordnete Rolle“, ergänzt Martin Ennemann, der das Facility Management in Recklinghausen verantwortet. Entscheidend bei der Luftbefeuchtung sei dafür die Wasserqualität und das dazugehörige Wartungskonzept.

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Um die Arbeit des Facility Managements bei Service-Arbeiten zu erleichtern, ist das mehrstufige Wasseraufbereitungssystem bei Hella in mobile Kleincontainer eingebaut. Der Hersteller tauscht die Container alle sechs Monate gegen vollständig gewartete und gereinigte Systeme aus. Dadurch muss sich Hella nicht selbst um die erforderlichen Wartungsarbeiten kümmern und kann sicherstellen, dass die Luftbefeuchtung stets hygienisch und betriebssicher ist.

„Die Luftbefeuchtung ist ein stabiler Faktor unserer Qualitätssicherung geworden, sowohl für den ESD-Schutz unserer Fertigung als auch für die Zufriedenheit unserer Mitarbeitenden mit dem Raumklima“, beschreibt Ennemann den Doppelnutzen für Hella in Recklinghausen.