Frequenzumrichter
Pioniere für nachhaltige Lüftung
Für Volkswagen spielt Nachhaltigkeit in allen Produktionsprozessen eine zentrale Rolle. Nachhaltig steht dabei für den verantwortungsvollen Umgang mit der Umwelt und den natürlichen Ressourcen. Der Autobauer setzt bei der Belüftung einer der größten Montagehallen im Werk Navarra auf das EC+ Konzept mit RLT-Komponenten von Danfoss und Novenco.
Die eingesetzten Lösungen im konkreten Anwendungsfall umfassen Axialventilatoren von Novenco sowie hocheffiziente PM-Motoren und Frequenzumrichter von Danfoss. Sie leisten einen wichtigen Beitrag für mehr Energie- und Kosteneffizienz in allen Bereichen der Lüftung und Klimatisierung – so auch in einer der größten Montagehallen im VW-Werk Navarra in Spanien. Verminderter Ressourceneinsatz und Maßnahmen zur Dekarbonisierung sind dabei das erklärte Ziel. Innovative RLT soll den Energieverbrauch und die damit verbundenen CO₂-Emissionen kontinuierlich am Standort reduzieren.
Bereits seit Anfang 2017 erprobt Volkswagen nachhaltige Klimatisierungstechnologien für seine Montagehallen mit einer Reihe von Messungen und Praxistests. Ziel ist, die technischen Möglichkeiten von hocheffizienten RLT-Systemen für die Belüftung in der Automobilfertigung auszuloten. Im Jahr 2018 machte der Automobilkonzern dann gemeinsam mit Novenco und Danfoss Drives den nächsten Schritt: VW investierte am Standort Navarra und erneuerte die Lüftung in der größten Fertigungshalle komplett.
Dabei galt es, zahlreiche Rahmenbedingungen zu beachten: Zum einen benötigte die Fertigungshalle höhere Luftmengen, zum anderen reichte der für die Installation der Anlage zur Verfügung stehende Platz nicht mehr aus. Neben der Energieeinsparung waren deshalb auch Gerätegröße, Gewichtseinsparung und Schallreduzierung zentrale Anforderungen im Projekt. Für die RLT-Geräte wurde ein neuer Installationsort auf dem Dach gewählt. Trubel Klimatechnik, ein technischer Gebäudeausrüster aus Eschwege in Deutschland, setzte das Projekt um und installierte die großen Geräte mit 80 000 m³/h auf einer Stahlbühne über dem Übergang zwischen zwei Hallen.
Luft spielt eine große Rolle
In Unternehmen und im Besonderen in der Automobilindustrie sind Klima- und Gebäudetechniklösungen ein wesentlicher Faktor für ein effizientes, energiesparendes Gesamtsystem. Genau hier setzt das EC+ Konzept von Danfoss und Novenco an.
Es geht um das intelligente Zusammenspiel der optimal ausgewählten Systemkomponenten Frequenzumrichter, Motor und Ventilator. Die neue RLT im VW-Werk bietet auf diese Weise höchste Energie- und Kosteneffizienz. Denn letztlich ist die elektrische Antriebstechnik mit der bestmöglichen Drehzahlvorgabe die Schlüsseltechnologie für mehr Energieeffizienz bei Lüftern und Pumpen.
Die Kombination aus einem effizienten Lüfter mit einem Wirkungsgrad von etwa 92 %, einem hocheffizienten PM-Motor mit einem Wirkungsgrad von etwa 95 % und einem Frequenzumrichter von Danfoss Drives mit einem Wirkungsgrad von 98 %. Ermöglicht einen Gesamtwirkungsgrad des Lüftersystems von etwa 85 %. Die Drehzahlregelung der Klimatechnik spielt dabei eine große Rolle für die Automobilindustrie. Zu einem nachhaltigem Gebäudedesign gehören zudem Aspekte wie Lebenszyklus und Recycling.
20 % Energie und 350 t CO₂ einsparen
Im Vergleich mit der bisherigen Lüftungsanlage verfügen die sechs neuen RLT-Geräte gemeinsam über ein Gesamteinsparpotenzial – bezogen auf den Nennbetrieb pro Jahr – von 747 429 kWh elektrischer Energie, 350 t CO₂ und 199 115 Euro Stromkosten im ersten Jahr. Diese Berechnung ergibt sich für einen Energiepreis von 26,64 Cent/kWh. Weitere zugrundeliegende Annahmen der Berechnung sind der CO₂-Emissionsfaktor mit 468 g/kWh und 8 760 jährliche Betriebsstunden. Neben diesen deutlichen Einsparungen bei Energie und Kosten sind die neuen Geräte auch um 30 % kürzer und leichter.
So läuft’s im VW-Werk
Martin Groll, Geschäftsleiter der Novenco-Niederlassung Deutschland, und Gerold Kronthaler, HVAC-Experte von Danfoss Drives, erklären, wie die RLT-Lösung funktioniert, die im VW-Werk Navarra nachhaltig und energieeffizient für gute Luft sorgt.
Sie schildern das Projekt auf einen Blick: „Die Luftmenge von 420 000 m³/h wird mit drei RLT-Geräten mit je 80 000 m³/h und drei RLT-Geräte mit je 60 000 m³/h umgesetzt.“ Darin sind zwölf hocheffiziente Axialventilatoren im Parallelbetrieb und mit aerodynamischem Design für höchste Druckerhöhung verbaut.
VLT HVAC Drive FC 102 kontrollieren die Drehzahl der Axiallüftersysteme effizient und energiesparend. Perspektivisch können die Danfoss-Umrichter weit mehr als Drehzahlregelung leisten.
Gerold Kronthaler erklärt, wie VW Navarra mit intelligenten Frequenzumrichtern künftig auch vorausschauende Wartungskonzepte für das Lüftungssystem nutzen könnte. „Das sogenannte Condition-based Monitoring – das ist die Zustandsüberwachung des Lüftersystems mit Frequenzumrichtern – kann den Lebenszyklus der Komponenten überwachen und optimal ausschöpfen. Dies trägt zur Ressourcenschonung bei.“
Kommt zusätzlich die VLT Pressure Transmitter Unit PTU 025 zum Einsatz, erkennt der FC 102 den Verschmutzungsgrad des Filters. Dafür lässt sich im Frequenzumrichter ein auf die Anlage angepasster Grenzwert einstellen. Die Anzeige von Filterverschmutzung und Luftvolumenstrom erfolgt auf dem Display des VLT HVAC Drive. Dieses ist an der Außenseite der RLT-Anlagen bei VW Navarra angebracht und lässt sich jederzeit mühelos ablesen. Alternativ lassen sich die Werte über einen Feldbus an die übergeordnete Steuerung ausgeben.
Ohne Sensorik verschwendet der Antrieb Energie durch den sich immer stärker zusetzenden Filter. Kronthaler: „Der Vorteil des PTU 025 liegt daher auf der Hand: Der Filter lässt sich bedarfsgerecht und zum optimalen Zeitpunkt austauschen. Das spart Aufwand, Kosten und Ressourcen gegenüber der Alternative, den Filter nach einem festgelegten Zeitintervall unabhängig vom Zustand und daher möglicherweise zu früh, auszuwechseln.“
Das optimale Zusammenspiel von Ventilatoren, Motoren und Frequenzumrichtern der beiden beteiligten Unternehmen ermöglicht eine maximale Energie- und Ressourceneffizienz im Lüftungssystem im Vergleich zu einer vorgegebenen Komplettlösung eines einzigen Lösungsanbieters.
Autor: zusammengestellt von Michael Kleine
Bilder: VW, Danfoss, Novenco
