Umstellung im laufenden Betrieb

Wer bei einem Minibagger ausschließlich an ein Spielzeug für den Nachwuchs denkt, liegt ganz falsch. Bei den Mini- und Kompaktbaggern, die von der Kubota Baumaschinen GmbH in Zweibrücken gefertigt werden, handelt es sich um leistungsstarke Geräte für den Tiefbau, die weltweit im Einsatz sind. 18 verschiedene Modelle mit einem Gewicht zwischen 800 kg und 8,7 t werden hier gebaut, alle 14 Minuten rollt ein Mini- oder Kompaktbagger aus den Werkshallen des 1989 gegründeten Unternehmens – insgesamt rund 7.000 Stück pro Jahr. Aufgrund der guten Absatzlage hat Kubota in den vergangenen Jahren seine deutsche Produktionsstätte immer wieder erweitert, auf mittlerweile mehr als 11.000 m². Deshalb wurde die Heiztechnik den gestiegenen Anforderungen angepasst. Mehr noch: Das moderne System mit einem Buderus-„Loganova“-BHKW-Kompaktmodul EN70 und vier Niedertemperatur-Gussheizkesseln „Logano GE615“ liefert neben Heizwärme auch Strom und arbeitet wesentlich umweltschonender als die bisherige, mehr als 25 Jahre alte Anlage.

Von der Analyse zum Konzept

Zunächst hat das Ingenieurbüro PTI Gebäudetechnik aus Pirmasens im Auftrag von Kubota eine umfassende Analyse des Verbrauchs von Strom und Wärme erstellt. Nach Analyse der spezifischen Energieverbrauchsstruktur und unter Beachtung der staatlichen Förderung erarbeitete PTI ein zukunftsorientiertes Energiekonzept, das die Heizungsfirma Paul Jung aus Krickenbach fachmännisch umsetzte. Bei der Planung wurden verschiedene Hersteller erwogen, die Entscheidung fiel dann auf Buderus als Lieferant für die Anlagen. Das neue Heiz­sys­tem wurde aufgrund der Umstellung im laufenden Betrieb in vier Bauabschnitten installiert, um die Versorgung nicht zu unterbrechen.

Prozesswärme für die Lackiererei

Ein entscheidendes Kriterium bei der Konzeption des neuen Heizsystems war die zuverlässige Versorgung der Lackiererei mit Prozesswärme. Die muss ganzjährig zur Verfügung stehen, um die Minibagger und Radlader mit einer hochwertigen und witterungsbeständigen Lackierung zu versehen. Temperaturen von 85 bis 90 °C werden dabei gefordert – und für diesen konstant hohen Bedarf hat sich die Lösung mit einem Erdgas-BHKW als ideal erwiesen. „In diesem Produktionsbereich kann die permanent zur Verfügung stehende Wärme des Buderus-BHKW-Kompaktmoduls optimal verbraucht werden“, sagt Thomas Gutsmuths vom Ingenieurbüro PTI Gebäudetechnik aus Pirmasens. Lastspitzen decken dann die Gas-Niedertemperatur-Gussheizkessel ab. „Mit diesem integralen Gebäudetechnikkonzept schaffen wir Lebens- und Arbeitsräume, welche hohe Funktions- und Komfortansprüche erfüllen und gleichzeitig umweltverträglich sind.“

Gerade die Betriebssicherheit war früher ein heikles Thema, denn bisher stand lediglich ein Heizkessel für die Lackiererei zur Verfügung – es gab kein Backup. So bestand permanent die Gefahr, dass bei einer Störung des Wärmeerzeugers die Produktionssicherheit nicht mehr gewährleistet werden kann und in der Folge die gesamte Fertigung stillsteht. Bei der neuen Anlage sind die Heizkessel regelungstechnisch und hydraulisch in ein redundantes System eingebunden, so dass im Falle eines Falles eine Absicherung vorhanden ist.

Langzeitmessung des Strombedarfs

Der Einbau eines erdgasbetriebenen BHKW hat sich nicht nur aufgrund der konstanten geforderten Wärmeleistung angeboten, sondern auch, weil der Strombedarf bei Kubota recht hoch ist. Um die passende Anlage zu finden, wurde in einer Langzeitmessung über fast ein Jahr der Verbrauch an elektrischer Energie erfasst und ausgewertet. Während des Tages ist der Bedarf am höchsten, aber auch in den Abend- und Nachtstunden läuft die Produktion. Anhand der Daten zeigte sich, dass mit dem Buderus-BHKW-Kompaktmodul „Loganova EN70“ die Grundlast für Strom rund um die Uhr gedeckt werden kann.

Das installierte BHKW-Kompaktmodul hat eine Leistung von 70 kW_el und 109 kW_th. Die Vorlauftemperatur liegt bei bis zu 90 °C und erfüllt somit optimal die Anforderungen der Prozesswärmeerzeugung für die Lackiererei des Unternehmens. Das BHKW wurde bei Buderus komplett vormontiert, werksgeprüft und anschlussfertig geliefert, so dass es durch die Fachfirma Paul Jung GmbH Heizungs- und Lüftungsbau aus Krickenbach zügig eingebaut und in Betrieb genommen werden konnte. In der stabilen Rahmenkonstruktion mit schallgedämpfter Verkleidung sind Motor, Generator, Wärmetauscher und Schaltfeld inte-
griert.

„Auch der Planungsaufwand war aufgrund der vielfältig geprüften und dokumentierten Lösungen recht gering“, betonten die Geschäftsführer Peter und Ralph Jung. Im Vergleich zu getrennter Energieerzeugung in Kraftwerk und Heizkessel sparen Erdgas-BHKW bei gleicher Leistung nahezu 40 % der erforderlichen Primärenergie.

Deutliche Leistungssteigerung

Im Zuge der Anlagenmodernisierung hat die Firma Kubota gleichzeitig die Kapazität der Wärmeerzeugung insgesamt aufgestockt. Anstelle der drei veralteten Heizkessel stehen jetzt – zusätzlich zum BHKW – noch vier Gas-Niedertemperatur-Gussheizkessel „Logano GE615“ mit jeweils 1.020 kW zur Verfügung. Diese Leistungssteigerung wurde aufgrund der laufend vergrößerten Betriebsfläche im Werk Zweibrücken dringend notwendig.

Die modernen Wärmeerzeuger mit Kesselgliedern aus hochwertigem Gusseisen überzeugen u.a. durch niedrige Emissionswerte aufgrund der 3-Zug-Bauweise und Thermostream-Technologie. Der optimierte, wassergekühlte Feuerraum und das 3-Zug-Prinzip in der Heizgasführung sind ideale Voraussetzungen für geringe Schadstoffemissionen. Die interne Rücklauftemperaturanhebung durch die große obere Nabe mit hydraulischem Ausgleich, innerem Mischeffekt und kesselinternem Wasserleitsystem zur Rücklauferwärmung hat mehrere Vorteile. So ist keine Volumenstrombegrenzung erforderlich, es muss also keine Kesselkreispumpe eingebaut werden. Ebenso entfällt die Anforderung an eine Mindest-Rücklauftemperatur, so dass keine Rücklauftemperaturanhebung nötig ist. Mit ihrer großen Fronttür, die wahlweise nach links oder rechts aufschwenkt, sind die Heizkessel besonders wartungsfreundlich und die Kesselreinigung von vorne möglich. „Durch die kompakten Maße konnten wir die Wärmeerzeuger gut in dem vorhandenen Heizungsraum unterbringen“, erklärt Ralph Jung.

Die Niedertemperatur-Heizkessel und die Gas-Gebläsebrenner bilden eine Einheit – aufgrund der optimalen Abstimmung zwischen Kessel, Brenner und Regelung erreichen die Anlagen einen hohen Normnutzungsgrad von 89 %. Die vollautomatischen, mikroprozessorgesteuerten, modulierenden Gas-Gebläsebrenner haben ein geräuschgedämmtes Ansauggehäuse und arbeiten deshalb entsprechend leise.

Für einen effizienten Betrieb sorgt das Regelsystem mit der „Logamatic 4321“und der Bedieneinheit „MEC2“ als Masterregelgerät für den Führungskessel sowie der „Logamatic 4322“ für die Folgekessel. Mit vier freien Steckplätzen bietet es Flexibilität, darüber hinaus unterstützen codierte und farblich gekennzeichnete Anschlussstecker auf dem jeweiligen Funktionsmodul die Fachleute bei der Installation. Eine Schnittstelle für das Servicetool und die PC-Software ist bei der „Logamatic 4321“ serienmäßig integriert. Über das „Logamatic“-Fernwirksystem können Daten übertragen und die Anlage aus der Ferne parametriert werden.

BHKW-Kompaktmodul mit langen Laufzeiten

Die Kesselfolge ist so geregelt, dass das „Loganova“-BHKW-Kompaktmodul „EN70“ möglichst durchgehend läuft und die Grundlast erbringt. Geplant sind etwa 6.500 Betriebsstunden pro Jahr. Die vier Niedertemperatur-Heizkessel „Logano GE615“ werden wechselnd je nach Betriebsstundenzahl zugeschaltet, so dass sie gleichmäßige Laufzeiten erreichen. Dies ist vorteilhaft für die regelmäßigen Service- und Wartungsarbeiten sowie die Lebensdauer der Kessel.

Das neue Heizsystem bei dem Minibagger-Hersteller in Zweibrücken dient ausschließlich der Bereitstellung von Heiz- und Prozesswärme. Zur Warmwasserbereitung sind bei den jeweiligen Abnehmern Durchlauferhitzer installiert, deshalb mussten bei diesem Sanierungsprojekt auch keine Speicher eingebaut werden.

Erneuerung im laufenden Betrieb

Die Modernisierung des kompletten Heizsystems hat rund eineinhalb Jahre gedauert. „Wir mussten die Anlage während des laufenden Betriebs erneuern, das war nicht ganz einfach“, sagt Paul Jung. Aus diesem Grund wurde das Projekt in zwei Bauabschnitten realisiert. Zunächst hat die Heizungsfachfirma Jung einen der alten Kessel ausgebaut, zwei neue „Logano GE615“ installiert und während der Urlaubszeit in Betrieb genommen. Somit war die Grundversorgung der Firmengebäude sichergestellt. Danach wurden die beiden anderen Heizkessel demontiert, durch zwei „Logano GE615“ ersetzt und zudem das BHKW-Kompaktmodul installiert. Das Grundleitungsnetz zur Wärmeverteilung musste zwar nicht komplett ersetzt werden, allerdings hat die Firma Jung Unterstationen, Pumpen und Ventile erneuert. „Darüber hinaus haben wir das insgesamt 3.000 m lange Leitungsnetz optimiert und beispielsweise Strecken mit zu hohen Rücklauftemperaturen überarbeitet“, so der Heizungsfachmann. Verteilt wird die Wärme in den Büros und in der Produktion über Heizflächen sowie Warmluft, die in die Räume geblasen wird.

Fazit

Mit ihrem neuen Heizsystem hat die Kubota Baumaschinen GmbH einen Quantensprung bei der Versorgung mit Wärme und Strom gemacht. Die neue Anlage arbeitet erheblich effizienter und umweltschonender als die veralteten Kessel – und sie liefert darüber hinaus auch noch Strom. Damit schöpft der Hersteller von Mini- und Kompaktbaggern das Energieeinsparpotential optimal aus. Ein weiterer wichtiger Aspekt war die zuverlässige Versorgung der Lackiererei mit Prozesswärme. Durch ein redundantes System konnte die Produktionssicherheit jetzt wesentlich erhöht werden.