Energieeffiziente Kühlgeräte für die Ozon-Produktion

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Heitec AG

MES Electronic Connect GmbH & Co. KG

CTX Thermal Solutions GmbH

Rittal GmbH & Co. KG

Die Elektrotechnik im Schaltschrank

Die komplette Elektrotechnik ist in TS-8-Schaltschränken von Rittal untergebracht, die neben dem eigentlichen Ozonerzeuger installiert werden. „Die Schaltschränke mit der Versorgung sind immer integraler Bestandteil jeder von uns produzierten Anlage“, erklärt Richardt. Bei einer aktuellen Anlage, die für eine Kläranlage in einer chemischen Fabrik in Taiwan gefertigt wird, nimmt die Versorgung mit TS-8-Schaltschränken eine Gesamtbreite von 4,8 m in Anspruch.

Dass sich Xylem bei den Schaltschränken auf Rittal als Lieferant verlässt, hat gleich mehrere Gründe, wie Ludwig Dinkloh, Manager of Global Wedeco Product Management für Xylem, weiß: „Rittal kann die Schaltschränke und die dazu passende Kühltechnik mit großer Liefertreue zur Verfügung stellen. Da wir aufgrund der großen Nachfrage aktuell Durchlaufzeiten von nur vier Wochen in der Produktion haben, ist ein Systemlieferant wie Rittal für uns sehr wichtig.“ Die Schränke haben Standardmaße, werden aber ohne Montageplatte ausgeliefert. Außerdem sind die Tür-Dichtungen in einer EMV-Variante ausgeführt.

Die Leistungselektronik benötigt Kühlung

Die Produktion von Ozon benötigt elektrische Energie: Eine Anlage, die 1 kg Ozon pro Stunde produziert, hat eine elektrische Leistungsaufnahme von ungefähr 5 bis 6 kW. Die aktuelle Anlage kann bis zu 20 kg Ozon pro Stunde herstellen und hat dementsprechend eine Gesamtanschlussleistung von mehr als 100 kW.

Die Verlustleistung einer solchen Anlage, die in den Schaltschränken in Wärme umgewandelt wird, beträgt etwa 8%. Die größten Wärmemengen entstehen dabei an den Transformatoren und der Leistungselektronik für die Frequenzumrichter. Einen Teil der entstehenden Wärme wird durch eine Wasserkühlung abgeführt.

Um auch die anderen Komponenten im Schaltschrank vor zu hohen Temperaturen zu schützen, sind an den Schränken zusätzlich Kühlgeräte von Rittal angebaut. Die Temperatur im Inneren der Schaltschränke soll bei 35 °C bleiben. Sind die Temperaturen höher, steigt die Ausfallquote etwa einer SPS deutlich an. Auch die Lebensdauer einiger Bauteile – zum Beispiel der Kondensatoren im Frequenzumrichter – verkürzt sich bei höheren Temperaturen.

Ausfälle müssen bei den Ozon-Anlagen in der Wasserwirtschaft, wo man auf eine hohe Verfügbarkeit angewiesen ist, aber unbedingt vermieden werden. „Früher hat man hier oft redundante Anlagen gebaut, so dass die Kläranlage oder die Wasseraufbereitung in jedem Fall weiterlaufen konnte“, erinnert sich Richardt: „Heute haben unsere Anlagen eine Verfügbarkeit von annähernd 100 Prozent.“

Um eine Temperatur von maximal 35 °C in den Schaltschränken zu erreichen, kommen zwei Kühlgeräte aus der Serie Blue e+ mit jeweils 6-kW-Kühlleistung zum Einsatz. Geräte mit einer so hohen Kühlleistung sind erst seit der Einführung der neuen Kühlgeräte-Generation erhältlich.

Vor zwei Jahren hat Xylem für den gleichen Kunden bereits eine Ozon-Anlage mit identischer Leistung geliefert. „Damals mussten wir noch fünf Kühlgeräte mit unterschiedlichen Kühlleistungen in die Schaltschränke einbauen, um die notwendige Kühlleistung zu erreichen“, erinnert sich Richardt.

Da der Kostendruck von Seiten der Kunden generell hoch ist, freut sich Dinkloh natürlich über diese Einsparungen: „Die neue Kühltechnik ist eine große Einzeleinsparung bei den Ozon-Anlagen – nicht nur durch die Reduktion der Anzahl, sondern auch durch geringeren Installationsaufwand.“

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