Energiesparen mit Grundwasser

VAT-Ventile finden sich auf der ganzen Welt. Ihr übliches Einsatzgebiet sind klimatisierte Reinräume, in denen hochmoderne Halbleiter und Flachbildschirme hergestellt werden. Auch in riesigen Forschungseinrichtungen, die systematisch die Grenzen des menschlichen Wissens ausloten, sind sie im Einsatz.

Und das, obwohl die Fertigungsstätten, an denen die Vakuumventile und -bälge ihre erste Form annehmen, eigentlich ganz anders aussehen. Denn die massiven Metallbearbeitungs- und Hydrauliksysteme, die Metallblöcke zu äußerst präzisen, langlebigen, einsatzkritischen Komponenten formen, erzeugen während ihrer Arbeit Wärme – eine Menge Wärme. 15 Gigawatt Energie verbrauchen die drei VAT-Produktionswerke im Schweizer Haag pro Jahr. Und 80 % dieser Energie fällt als Abwärme an.

Andreas Fickl, Leiter VAT Facility Management, erklärt: «Aufgrund der enormen Wärmeentwicklung in unseren Produktionsanlagen müssen wir die Maschinen das ganze Jahr über kühlen, auch in den Wintermonaten. »

Zugluft und Reinheitsanforderungen

Bisher wurde die Abwärme, die in Haag anfiel, einfach in die Produktionshallen abgegeben. Die Folge: In den wärmeren Monaten des Jahres stiegen die Temperaturen in den Produktionshallen teilweise stark an. In einem ersten Lösungsversuch wurden die Hallen mit Klimaanlagen ausgestattet. Das reichte jedoch nicht immer aus, um die erforderlichen Arbeitsbereichstemperaturen von 20–26°C zu erreichen. Außerdem verursachte die eingeblasene 16°C kalte Luft in einigen Bereichen Zugluft, was zu Unwohlsein bei den Mitarbeitern führte. Die Luftumwälzung führte ferner dazu, dass eine Verdunstung der Öl-Aerosole aus den Fertigungsmaschinen in die Hallenluft begünstig wurde.

«Wir haben schnell erkannt, dass wir eine effizientere Lösung brauchen, um die Produktionsbereiche zu optimieren», sagt Andreas Fickl. «Es war auch eine sehr ineffiziente Art, die Maschinen indirekt über die Hallenluft zu kühlen. Hinzu kam das Fehlen eines redundanten Kühlsystems, was zu Produktionsausfällen bei Überlastung des Kühlsystems führte.»

Grüner werden mit Grundwasser

Im Rahmen der unternehmensweiten Bestrebungen zur Reduzierung des ökologischen Fußabdrucks entwickelte das VAT-Facility-Management-Team ein energiesparendes Kühlkonzept für alle drei Werke. In Zusammenarbeit mit einem Beratungsunternehmen für Heizung und Kühlung entwickelte das VAT-Team ein nachhaltiges Kühlverfahren. Es basiert auf der Nutzung von Grundwasser.

Bei dem neu eingeführten System wird Grundwasser aus einem Brunnen in unmittelbarer Nähe des VAT-Geländes entnommen. Es wird durch ein geschlossenes Rohrsystem zu einem Wärmetauscher und dann zurück in den Boden geführt. Es wird also nur die Kälteenergie des Grundwassers, aber nicht das Grundwasser selbst verwendet. Über den Wärmetauscher nimmt ein zweiter Wasserkreislauf die Kälteenergie auf um diese sowohl in Produktions- wie auch den Bürobereichen zu nutzen. Dieses zirkulierende Kaltwassersystem hält Maschinen wie Räume auf einer konstanten Temperatur. Im Vergleich zu den bisherigen Systemen mit Chlorkohlenwasserstoff-Kühlanlagen bietet das neue System eine viel effizientere und nachhaltigere Kühlmethode.

Heute zeigt ein Rundgang durch die Produktionsanlagen die Vorteile des Grundwasserkühlsystems:

• Gesamt-Energiekostenreduzierung von 75 % (selbst unter Berücksichtigung der kommunalen Abgaben für die Grundwassernutzung)
• Hightech-Wärmetauscher ermöglichen mehr Energienutzung pro m³ Wasser
• Stabilere Umgebungstemperaturen am Arbeitsplatz
• Sauberere Arbeitsbedingungen, da weniger Ölaerosole in die Hallenluft gelangen
• Eingebautes redundantes Kühlsystem sorgt für weniger Produktionsausfälle
• Neue Kühlsystem-Hardware benötigt drei- bis viermal weniger Platz und ist deutlich leiser
• Einfacher Wechsel zwischen Wärme im Winter und Kühlung im Sommer für Arbeitsstätten und Büros

«Das Schöne an dem System ist die Nachhaltigkeit», so Andreas Fickl. «Das Wasser wird mit 11–12 Grad aus dem Boden entnommen und kehrt nach dem Durchlaufen des Wärmetauschers in den Boden zurück. Es gibt keinerlei Verunreinigungen oder Verdunstungsverluste – und keine Umweltbelastung, da sich die Wärmelast tief im Boden schnell abbaut. »

Ein Konzept geht um die Welt

Zwei VAT-Produktionswerke in Haag wurden 2011 auf das neue Grundwassersystem umgerüstet; das dritte Werk folgte im Jahr 2019. Damit ist die Umstellung in Haag komplett. Mit insgesamt 30 Kühlsystemen für alle drei Standorte hat sich die neue Infrastruktur bereits nach drei Betriebsjahren amortisiert, was zu zukünftigen Energieeinsparungen beiträgt.

«Der Erfolg des Grundwasserkühlungskonzepts in der Schweiz hat zu Plänen geführt, eine identische Lösung auch für unsere anderen Standorte in Rumänien und Malaysia zu installieren», ergänzt Andreas Fickl. «Unsere Bemühungen, Ressourcen zu schonen und zu schützen, Emissionen zu minimieren und die Energieeffizienz zu verbessern, unterstreichen das VAT-Ziel, ein rundum nachhaltiges Unternehmen zu schaffen. »