Zwischentrockner mit CO2-Wärmepumpe: kosteneffizient und umweltfreundlich

• Klimafreundliches Kältemittel CO₂ im Einsatz
• Planungssicherheit für Betreiber
• Kein Flächenbrenner mehr

Bietigheim-Bissingen, 25. Oktober 2016 – Dürr bietet ein umweltfreundliches Verfahren für die Karosserietrocknung, bei dem die Prozessluft im Zwischentrockner von Lackierereien hocheffizient entfeuchtet und erwärmt wird. Dabei kommt eine Hochtemperatur-Wärmepumpe der bewährten Baureihe thermeco2 HHR von Dürr thermea zum Einsatz. Sie arbeitet mit dem klimafreundlichen Kältemittel Kohlendioxid – R744 – und sorgt für erhebliche Betriebskosteneinsparungen. Nachdem der Basislack auf die Karosserie aufgetragen ist, muss dieser Schicht das darin enthaltene Wasser entzogen werden. Für dieses Abdunsten im Zwischentrockner wird Trockenluft benötigt, die üblicherweise über Kondensationsentfeuchtung oder Adsorbtionstechnik erzeugt wird.

Ein entscheidender Aspekt beider Technologien sind die Betriebskosten. Der Energiebedarf für das Aufheizen der sehr kalten Trockenluft nach der Kondensationsentfeuchtung oder für die Regeneration der Adsorberanlage ist hoch. Die notwendige Energie muss über fossile Brennstoffe (Erdgas) oder über das zentrale Wärmeversorgungssystem zur Verfügung gestellt werden.

Stand der Technik bei den weit verbreiteten Kondensationsentfeuchtungsanlagen sind direktverdampfende Kältemaschinen. Diese arbeiten bisher mit den klimaschädlichen Kältemitteln R134a oder R404c und nutzen einen Teil der beim Betrieb von Kältemaschinen anfallenden Rückkühlwärme zur Wiederaufheizung der sehr kalten Trockenluft.

Allerdings ist das erreichbare Temperaturniveau der Rückkühlung, also die Kondensationstemperatur des Kältemittels, bei den bisher verwendeten Kältemitteln nach oben begrenzt. Nur ein Teil der anfallenden Kältemaschinen-Abwärme ist für die Wärmerückgewinnung nutzbar und wird zur Wiederaufheizung der Trockenluft verwendet. Der Großteil der Abwärme muss über Dach an die Umwelt abgeführt werden – ein hoher Energieverlust.

Um die Solltemperatur der Trockenluft zu erreichen, müssen trotz Wärmerückgewinnung erhebliche Mengen an Brennstoff eingesetzt werden. Zum Einsatz kommen in der Regel mit Erdgas betriebene Flächenbrenner.

Anders bei der bewährten CO₂-Hochtemperatur-Wärmepumpentechnik, die Dürr thermea nun für den Zwischentrockner anbietet: Mit der thermeco2 HHR der Dürr-Tochtergesellschaft kann weitestgehend oder sogar vollständig auf den Flächenbrenner verzichtet werden. Das spart Betriebskosten und sorgt für eine deutlich verbesserte CO₂-Bilanz. Ein Automobilhersteller setzt dieses innovative Konzept bereits in Mexiko ein, und eine weitere Anlage wird aktuell in China gebaut.

Das natürliche Kältemittel CO₂ bietet eine zukunftssichere und umweltverträgliche Lösung. Es trägt nicht zum Ozonabbau bei und besitzt ein vielfach geringeres Treibhauspotential als herkömmliche Kältemittel. Am 15. Oktober 2016 haben sich 200 Länder zum sukzessiven Verbot von klimaschädlichen Kältemitteln mit hohem Treibhauseffekt geeinigt. In der Europäischen Union regelt bereits seit 2015 eine Verordnung den Ausstieg aus klimaschädlichen fluorierten Gasen.

Bild 1 Prinzipschema Zwischentrockner mit Hochtemperatur-Wärmepumpe

So funktioniert die Hochtemperatur-Wärmepumpe im neuen Zwischentrocknerkonzept: Im Entfeuchteraggregat befinden sich die Kältemittel-Verdampfer der thermeco2-Wärmepumpenanlage. Sie kühlen die feuchte und warme Umluft aus dem Zwischentrockner durch direkte Verdampfung des Kältemittels bis auf den technisch gewünschten Taupunkt ab.

Das in der Luft enthaltene Wasser kondensiert und wird abgeschieden. Die Luft wird auf diese Weise entfeuchtet. Die Abkühlung der Luft zur Entfeuchtung findet zwangsläufig auf einem Temperaturniveau statt, das eine anschließende Wiederaufheizung erfordert.

An dieser Stelle wird die Stärke der thermeco2 deutlich. Durch die vorteilhaften thermodynamischen Eigenschaften des Kältemittels CO₂ ist es möglich, den Trockenluftstrom vollständig in einem Prozessschritt wiederaufzuwärmen. Das aus der Hochtemperatur-Wärmepumpe kommende Heißgas gibt seine Energie im kältemittelbetriebenen Lufterhitzer direkt an den Trockenluftstrom ab, was für höchste Effizienz sorgt.

Die Austrittstemperaturen der Trockenluft können zwischen 50 °C und 110 °C eingestellt werden – das erreicht kein anderes System. Fossile Brennstoffe sind, je nach Anwendungsfall, höchstens noch zur Feinregulierung der Trockenlufttemperatur erforderlich.

Dürr thermea verfügt auf dem Gebiet der CO₂-Hochtemperatur-Wärmepumpentechnik über langjährige Erfahrung. Die Dürr-Tochtergesellschaft ist unter der Produktmarke thermeco2 Technologieführer für Großwärmepumpen mit dem Kältemittel CO₂. Dürr ist ein weltweit führender Maschinen- und Anlagenbauer mit ausgeprägter Automatisierungskompetenz. Produkte, Systeme und Services des Konzerns ermöglichen hocheffiziente Fertigungsprozesse in unterschiedlichen Industrien. Neben der Automobilindustrie beliefert Dürr auch Branchen wie den Maschinenbau, die Chemie- und Pharmaindustrie und – seit der Übernahme der HOMAG Group AG im Oktober 2014 – die holzbearbeitende Industrie. Dürr verfügt über 92 Standorte in 28 Ländern. Im Jahr 2015 erzielte der Konzern mit knapp 15.000 Mitarbeitern einen Umsatz von 3,77 Mrd. €. Der Konzern agiert mit fünf Divisions am Markt:

• Paint and Final Assembly Systems: Lackierereien und Endmontagewerke für die Automobilindustrie
• Application Technology: Robotertechnologien für den automatischen Auftrag von Lack sowie Dicht- und Klebstoffen
• Measuring and Process Systems: Auswucht- und Reinigungsanlagen sowie Prüf- und Befülltechnik
• Clean Technology Systems: Abluftreinigungsanlagen und Energieeffizienztechnik
• Woodworking Machinery and Systems: Maschinen und Anlagen für die holzbearbeitende Industrie

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