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Intelligente Steuerung für ein effizientes Kältesystem

Energieeffizienz und Umweltverträglichkeit spielen auch bei Kälteanlagen eine immer wichtigere Rolle. Das Zusammenspiel von Anlage sowie Wartungs- und Überwachungssystem kann Betrieben helfen, Kosten zu senken und nachhaltig zu wirtschaften.

Bild: Cofely

Grüne Kälte fängt bei der Maschine an: Moderne Kältelösungen sind auf sehr hohe Energieeffizienzwerte vor allem unter Teillast ausgelegt. Dadurch sparen die Systeme bis zu 50 Prozent des Energiebedarfs für die Gebäudekühlung im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen ein. Gleichzeitig stellen komplexe und empfindliche Produktionsumgebungen hohe Ansprüche an die Störungsvermeidung und Ausfallsicherheit der Kälteanlagen. Daher sollten sie neben einem ausgereiften elektromagnetischen Verträglichkeitskonzept (EMV) auch über ein maschinenseitig integriertes, elektrotechnisches Sicherheitskonzept für eine unterbrechungsfreie Stromversorgung verfügen. Dadurch wird selbst bei Spannungsausfällen eine kontinuierliche Kälteversorgung gesichert.

Ein energieeffizienter Betrieb von komplexen Anlagen erfordert aber auch die optimale Abstimmung aller Komponenten. Das kann ein individuell konfigurierbarer Anlagenmanager übernehmen, der die Kälteleistung automatisch an den entsprechenden Bedarf anpasst. Dabei koordiniert eine Software das Zu- und Abschalten von Kälteaggregaten, Pumpen und Rückkühlwerken anhand verschiedener Parameter wie beispielsweise Vorlauftemperatur, Volumenstrom oder Außentemperatur. Alle technischen Daten sowie Statusmeldungen werden kontinuierlich an eine Steuerungszentrale übermittelt. Bei Wartung oder Störung aktiviert die Software automatisch eine so genannte Störumschaltung, sodass die übrigen Maschinen den Leistungsausfall kompensieren. Nach diesem Prinzip arbeitet beispielsweise die Quantum-Produktserie von Cofely Refrigeration.

Benachrichtigungen und Warnungen

Für zusätzliche Leistungsoptimierung der Maschinen sorgen moderne Fernüberwachungs- und Fernwartungs-Systeme. Der Einsatz dieser Technik gestattet die kontinuierliche Überwachung der Kältemaschinen, Kälteanlagen und deren Peripherie. Moderne Rechenzentren erfassen dabei die relevanten Leistungsdaten der Kälteanlage und werten sie aus, die Archivierung der Prozessdaten erfolgt im Sekundentakt. Nachdem die Daten auf Vollständigkeit geprüft und an den entsprechenden Server übermittelt wurden, bekommt der zuständige Dienstleister oder Hersteller der Kälteanlage Einblick in sämtliche betriebsrelevanten Informationen.

Die Aufbereitung der Prozessdaten liefert zeitnah Auskunft über Betrieb und Zustand der Anlage. In automatisierten Warnmeldungen informiert das System zudem, ob eine Störung oder eine Grenzüberschreitung bestimmter Prüf- oder Effizienzparameter vorliegt – beispielsweise, wenn ein Behälter verschmutzt ist oder sich ein Kältemittelmangel abzeichnet. In solchen Fällen kann das Wartungspersonal per Fernzugriff auf die Kälteanlage meist schon nach wenigen Minuten eine erste Diagnose abgeben und beispielsweise durch Änderung der Anlagenkonfigurationen reagieren. So wird auf Störfälle und Effizienzabweichungen schnell reagiert, um den optimierten Betrieb der Anlage kontinuierlich zu unterstützen.

Zielgerichteter Informationsfluss an das Servicepersonal

Die Meldungen, die das Überwachungssystem des Lindauer Herstellers im Störungsfall verschickt, werden nach Prioritäten gruppiert und führen zu entsprechenden Benachrichtigungsreaktionen des Systems: So werden je nach Situation beispielsweise nur die Mitarbeiter im Fernwartungs-Team oder die Techniker vor Ort alarmiert. Die Meldungsweiterleitung vom Server erfolgt dabei per E-Mail oder SMS an den diensthabenden Servicetechniker. Anlagenbetreiber können die Zuweisungen über ein Webportal eigenständig pflegen und so schnell auf Mitarbeiterwechsel oder Krankheitsfälle reagieren.

Sicherheitsmechanismen für die Fernwartung

Um die Meldungen zu jedem Zeitpunkt sicher übertragen zu können, empfiehlt sich beim Verbindungsaufbau der Einsatz der Tunneling-Methode Secure Shell-Netzwerkprotokoll (SSH), die den direkten Zugriff auf ein dahinter liegendes Netzwerk unterbindet. Außerdem bietet diese Methode, genauso wie die Virtual Private Network-Technologie (VPN), hohe Sicherheitsstandards im Bezug auf Authentizität, Verschlüsselung und Integritätsschutz. Die Datenübertragung erfolgt dabei aber deutlich schneller als bei VPN-Lösungen. Außerdem werden die Übertragungen über einen Advanced Encryption Standard-Algorithmus (AES) mit 2048 Bit verschlüsselt. Die AES-Technologie gilt bereits mit einer Verschlüsselungstiefe von 256 Bit als vergleichsweise sicherer Code-Standard.

Betriebsdaten im Sekundentakt: Die Überwachung des Kältesystems einer Anlage per Fernwartung gestattet die schnelle Reaktion auf Soll-Abweichungen und unterstützt den effizienten Betrieb.
Bild & Grafik: Cofely

Transparentes Berichtswesen zeigt Optimierungspotenzial

Der Zugriff auf das Webportal bietet Anlagenbetreibern zudem die Möglichkeit, sich per Internet über den Betriebszustand der Anlage zu informieren. So stehen ihnen jederzeit sämtliche Betriebsdaten und eine Historie aller von dem Kältesystem versendeten Meldungen zur Verfügung. Eine zusätzliche grafische Aufbereitung zentraler Informationen kann dabei den einfachen und schnellen Überblick über die Anlagenparameter sämtlicher Kältesysteme erleichtern. Durch das kontinuierliche Aufzeichnen aller Datensätze lassen sich zudem detaillierte Wochen-, Monats- oder Jahresberichte erstellen. Über ein solches strukturierties Reporting-System steht dem Anlagenbetreiber ein umfangreiches Archiv an Betriebsdaten und Statusmeldungen zur Verfügung. Als Basis für kurz- und langfristige Analysen bietet das aufbereitete Datenmaterial ein hohes Maß an Transparenz und Nachvollziehbarkeit, um Optimierungspotenziale beim Systemeinsatz aufzudecken. Gleichzeitig werden Betriebe so bei der Einführung eines Energiemanagementsystems nach DIN EN 16001 unterstützt.

Zusammenspiel für kontinuierliche Verbesserungen

Denn mit dem Zusammenspiel von Datenaufzeichnung, Berichterstellung, einer Auswertung des Betriebsverhaltens sowie den Empfehlungen für eine Systemoptimierung und deren Ausführung sind alle notwendigen Anforderungen an einen kontinuierlichen Verbesserungsprozess erfüllt. Überwachungssysteme tragen so zu einem energieeffizienten Gesamtkältekonzept bei und machen Kälte in der Produktion ‚grüner‘. Dies spiegelt sich auch im Gesamtenergieverbrauch der Produktionsanlagen wider, denn gerade im Bereich der Kälte lassen sich mit modernen Anlagen und intelligenten Softwaresystemen massive Einsparungen erzielen. Gleichzeitig reduziert sich damit der CO2-Ausstoß deutlich – ein positiver Effekt, der die Nachhaltigkeitsbilanz einer Produktionsanlage verbessern kann.

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