REFERENZEN ANLAGENBAU
NH₃-Wärmepumpe mit Kälteerzeugung für moderne Halbleitertechnik
Gleichzeitige Kälte- und Wärmeerzeugung mit natürlichem Kältemittel NH₃ für maximale Energieeffizienz in der Halbleiterproduktion.
Projekt auf einen Blick
Branche
Halbleiterindustrie
Leistung
1.500 kW Kälteleistung
1.500 kW Wärmeleistung
Wärmepumpe
COP 5,4
Kältemittel
Ammoniak (NH₃)
Besonderheiten
Gleichzeitige Nutzung von Kälte- und Wärmeenergie mit ganzjähriger Wärmerückgewinnung.
HERAUSFORDERUNG
Für mehrere Produktionsbetriebe der Halbleiterindustrie sollte ein zentrales Energiesystem entstehen, das sowohl Prozesskälte als auch Heißwasser zur Verfügung stellt. Ziel war eine maximale Nutzung der eingesetzten Energie bei gleichzeitig geringem Stromverbrauch, hoher Betriebssicherheit und möglichst kleiner Kältemittelfüllmenge.
LÖSUNG
SKA entwickelte eine NH₃-Wärmepumpe mit integrierter Kälteerzeugung. Während die Kälteversorgung über einen Schraubenverdichter mit Economizer erfolgt, nutzt die Wärmepumpe drei Hochdruckkolbenverdichter zur Bereitstellung von Heißwasser bis 75 °C. Durch den Einsatz vollverschweißter Plattenwärmeübertrager und intelligenter Wärmerückgewinnung können Kälte- und Wärmeleistung gleichzeitig genutzt werden.
ERGEBNIS
1.500 kW Kälte und 1.500 kW Wärme
COP bis 5,4 im Wärmepumpenbetrieb
Ganzjährige Nutzung der erzeugten Energie
Sehr geringe NH₃-Füllmenge
Deutlich reduzierte Betriebskosten und CO₂-Emissionen
BESONDERE MERKMALE
Schraubenverdichter mit Economizerbetrieb
Drei Hochdruckkolbenverdichter für die Wärmepumpe
Gleichzeitige Kälte- und Wärmeerzeugung
Vollverschweißte Plattenwärmeübertrager
Hohe Leistungsziffer durch zweistufige Verdichtung
Geringe NH₃-Füllmenge
Wärmerückgewinnung für Prozess- und Heizwasser
Automatische Ölrückführung
Kältebetrieb auch ohne Wärmepumpenbetrieb möglich
Amortisationszeit der Wärmepumpe ca. sechs Monate
Anlagenkonzept
Hauptkomponenten
- Schraubenverdichter mit Economizerbetrieb
- Drei Hochdruckkolbenverdichter
- Drei-Kammer-Abscheider
- NH₃-Plattenverdampfer
- Vollverschweißter NH₃-Plattenkondensator für Heizwasser
- Zusätzlicher NH₃-Plattenkondensator für den Kühlbetrieb
Beschreibung
Die NH₃-Wärmepumpe erzeugt gleichzeitig Prozesskälte und nutzbare Wärme. Während der Rücklauf des Industriekältenetzes auf 5 °C abgekühlt wird, liefert die Wärmepumpe Heißwasser mit bis zu 75 °C für Produktionsprozesse und Gebäudeheizung. Durch die intelligente Kombination aus Schrauben- und Kolbenverdichtern wird die eingesetzte Energie nahezu vollständig genutzt.
TECHNISCHE DATEN
Kälteleistung 1.500 kW
Wärmeleistung1.500 kW
Wasserkühlung11,5 °C → 5 °C
Heißwasser65 °C → 75 °C
Elektrischer Energiebedarf Kälte290 kW
Elektrischer Energiebedarf Wärmepumpe273 kW
COP Kälte5,2
COP Wärmepumpe5,4
Kondensationstemperatur78 °C
Mitteldruck35 °C
10 °CEconomizer
Verdampfung1 °C
KältemittelNH₃ (Ammoniak)
NH₃-Füllmenge300 kg
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SKA entwickelt NH₃-Wärmepumpensysteme, die Prozesskälte und nutzbare Wärme intelligent miteinander verbinden – für maximale Energieeffizienz in Industrie und Produktion.