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Antriebssystem Lüftungsanlagen effizient antreiben

| Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Sandra Häuslein

Um Trinkwasser in Flaschen abzufüllen, benötigt man eine besonders reine Umgebung. Dafür sorgt bei einem Betrieb in Nordhessen u.a. eine spezielle Lüftungsanlage. Angetrieben wird sie von einem besonders effizienten Antriebssystem von Yaskawa.

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Der neue Antrieb ist deutlich kleiner und leichter als der alte. An der Wand wurde der kompakte Frequenzumrichter montiert.
Der neue Antrieb ist deutlich kleiner und leichter als der alte. An der Wand wurde der kompakte Frequenzumrichter montiert.
(Bild: Yaskawa)

Mehr als 150 Liter Mineralwasser konsumiert jeder Deutsche im Durchschnitt pro Jahr. Rund 200 Betriebe sorgen bundesweit dafür, dass das Wasser in die unterschiedlichsten Flaschen abgefüllt wird, die dann im Handel zu finden sind.

Einer dieser Betriebe befindet sich in Nordhessen. Hier werden neben diversen Mineralwässern auch karbonisierte Softdrinks hergestellt und abgefüllt.

PET-Flaschen in zwei Schritten herstellen

Im Werk erfolgt, je nach Produktwunsch des Kunden, das Zusetzen von Kohlensäure, Aromen oder Konzentraten. Anschließend werden die fertigen Produkte abgefüllt – in diesem Fall ausschließlich in PET-Flaschen, die ebenfalls selbst produziert werden, womit die gesamte Wertschöpfung in einer Hand bleibt. Die Herstellung der Flaschen erfolgt in zwei Schritten. So werden zunächst sogenannte „Preforms“ hergestellt – recht dickwandige, kleine Rohlinge, die man einfach und platzsparend transportieren kann. Erst unmittelbar vor der Abfüllung entstehen daraus die Flaschen, die wir aus dem Supermarkt kennen.

Leichter Überdruck in Abfüllhalle

In der Blashalle werden die Preforms erwärmt, ähnlich wie man es von Glasbläsern kennt auf die gewünschte Form und Größe gebracht und dann sofort vollautomatisiert über Lufttransportbänder in die angrenzende Abfüllhalle gebracht. Hygiene ist hier oberstes Gebot – schließlich soll ausschließlich das flüssige Produkt in der Flasche landen und kein Staub. Um die Raumluft besonders rein zu halten, herrscht in der Halle darum stets ein leichter Überdruck, sodass durch offene Türen oder Entwärmungsklappen nur Luft herausströmen, aber niemals unkontrolliert einströmen kann.

Lüfter bringen Luft kontrolliert in Halle ein

Auf dem Dach der gigantischen, rund 25.000 Kubikmeter umfassenden Halle wurden darum bereits 2007, beim Neubau der Blashalle, Lüfter platziert, die Luft über Filter kontrolliert die Halle einbringen und so den Überdruck erzeugen. Das lief von Anfang an gut, sodass man sich in all den Jahren wenig Gedanken um die Anlagen machte.

Hohe Einsparpotenziale beim Antriebssystem erkannt

Anders wurde das erst, als im Zuge des EEG die Zertifizierung nach DIN EN ISO 50001 angestrebt wurde. „Unser EEG-Team nahm alle Prozesse genau unter die Lupe“, erzählt Michael Mutschmann, dem als Leiter Elektrotechnik sofort die Lüftungsanlagen in den Sinn kamen. „Hier waren zehn Jahre alte 18,5 kW Motoren mit Riemenantrieb installiert, die nicht frequenzgeregelt rund um die Uhr ohne Pause liefen. Da kommt schon einiges an Energie zusammen.“

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IE4-Motorenpakete von Yaskawa

Glücklicherweise kannte er Yaskawa schon länger und stieß deshalb bei seiner Suche auf die IE4-Motorenpakete des Herstellers. „Das waren genau die Produkte, die wir hier für eine Modernisierung brauchten“, freut sich der Elektrofachmann. So wurde zunächst als Test ein alter IE2-Antrieb gegen das Paket, das neben dem Antrieb auch den passenden Frequenzumrichter beinhaltet, ausgetauscht. Alle anderen Komponenten der Lüftungsanlage konnten erhalten bleiben, so dass das Investitionsvolumen und der Installationsaufwand überschaubar waren.

Einfach und schnell auf neues Antriebssystem umstellen

„Wir konnten für die Umrüstung natürlich nicht die Produktion stoppen und hatten nur ein ganz kleines Zeitfenster für den Umbau – da muss alles stimmen“, erklärt Michael Mutschmann die besonderen Herausforderungen. So kam ihm die Philosophie der Konfiguration bei Yaskawa sehr entgegen: „Hier sind die unterschiedlichen Applikationen mit ihren Standardparametern schon hinterlegt. Man wählt einfach aus, welche man nutzen möchte und alles andere wird automatisch eingestellt. Nach fünf Minuten waren wir damit fertig“, staunt Mutschmann heute noch über die reibungslose Umstellung.

Automatische Regelung nachrüsten

Nach diesen positiven Erfahrungen wurden auch die anderen Lüftungsanlagen mit neuen Yaskawa-Motorenpaketen versehen. Ihre Steuerung erfolgt derzeit manuell über Potentiometer. „Wir testen derzeit noch, wie sich die Lüftung in den unterschiedlichen Jahreszeiten verhält und im Zusammenspiel mit den Abluftklappen funktioniert“, erklärt der Elektroprofi, der nicht ausschließt, auch hier eine automatische Regelung nachzurüsten.

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Vier neue Motoren mit 45 kW Gesamtleistung

Die Gesamtleistung aller vier neuen Motoren beträgt jetzt nur noch 45 kW, während die alte Lösung noch 87 kW aufgenommen hatte. Und auch das Gewicht der Antriebe hat sich halbiert. „Gerade bei der Montage auf dem Dach freut man sich über jedes Kilogramm“, ergänzt Mutschmann.

Von der Effizienz der Motorenpakete überzeugt

Seit einigen Monaten laufen nun alle vier Lüftungsanlagen, die in der Blashalle für Überdruck sorgen, mit den IE4-Yaskawa-Paketen anstelle der alten asynchron-Antriebe. „Bei unserem Strompreis kommen wir auf einen ROI von 9,7 Monaten – das ist so überzeugend, dass wir wohl weitere Anlagen, auch an unseren anderen Standorten, entsprechend modernisieren werden“, so Mutschmann.

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