Die Oculus Optikgeräte GmbH aus Wetzlar ist Hersteller hochtechnologischer Instrumente für die Augendiagnostik. Die Kunden sind Augenärzte, Augenkliniken, Optiker, Optometristen und Arbeitsmediziner. Der mittelständische Familienbetrieb wurde 1895 gegründet und entwickelt und produziert mit derzeit über 385 Mitarbeitern am Standort Wetzlar. Oculus ist in seiner Branche weltweit zu einem der führenden Hightech-Anbieter mit zehn eigenen Niederlassungen aufgestiegen.
Die stetig wachsende Nachfrage auf Kundenseite hat zu einem dynamischen Wachstum geführt, welches stets neue Anforderungen an die in den Werken installierte Gebäudetechnik stellt. Im Fokus liegen hier unter anderem die Kühlsysteme, welche nicht nur für die Klimatisierung der Gebäude und Reinräume im Sommer benötigt werden, sondern vor allem für die Prozesskühlung in der Fertigung. Der beachtliche Werkzeugmaschinenpark besteht unter anderem aus automatischen Fertigungsstraßen mit Robotertechnik. Außerdem aus einer Kunststoffspritzgussmaschinenhalle sowie aus Schleif- und Poliermaschinen, welche mit Prozessfluiden zentral aus einer Aufbereitungsanlage versorgt werden.
Alle diese Geräte und Räume erfordern eine konstante Temperierung, um höchste Qualität fertigen zu können. Die heimlichen Stars der Gebäudetechnik bei Oculus sind daher zwei neue Kälteerzeugungsanlagen vom Typ engie Quantum mit je 400 kW Kälteleistung und freier Kühlungsfunktion. Bei diesen Anlagen kommen neuartige und sehr kompakte Turboverdichter zum Einsatz, welche durch eine patentierte Technologie ölfrei, weitgehend drehzahlkonstant und somit äußerst effizient gefahren werden können. Trotz deren Drehzahlniveau von ca. 28 000 min-1 kann Oculus aus eigener Erfahrung bereits eine Energieersparnis von ca. 40 Prozent gegenüber den ehemaligen konventionellen Kälteanlagen ausweisen. Der Bau der Kälteanlage in Werk 1 war aufgrund der gegebenen Raumsituation sehr anspruchsvoll und machte eine dreidimensionale Leitungs- und Verteilertechnik erforderlich, welche durch die ausführende SHK Firma Michael Lautz GmbH & Co. KG so filigran umgesetzt wurde, dass die entstandene Kältezentrale fortan respektvoll „das U-Boot“ genannt wird.
Bild: FTK
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Zu dem problemlosen und störungsarmen Betrieb der Kältetechnik und -verteilung trägt auch das äußerst saubere Umlaufwasser in den Leitungssystemen bei Oculus einen großen Teil bei. Da die Prozesse und damit auch die Kühlung einem nahezu ständigen Umbau und Erweiterungen unterlegen sind, ist die Wasserqualität hier besonders wichtig. Auch in Kühlsystemen, die stets richtlinienkonform mit aufbereitetem Wasser befüllt und nachgespeist werden, können Verschmutzungen auftreten.
Die Gründe für das Auftreten solcher Verschmutzungen sind durchaus vielfältig, bspw. durch die nie völlig auszuschließende Sauerstoffkorrosion innerhalb der geschlossenen Wassersysteme. Auch Erosion durch Strömung, galvanische Prozesse sowie Restverschmutzungen aus den verbauten Komponenten und Rohren oder Schweißrückstände aus der Installation führen zu Verschmutzungen. Die so entstehenden Partikel und Korrosionsprodukte wandern mit dem Zirkulationswasser umher. Mit der Zeit setzen sie sich ab oder lagern sich an, was vielerlei Störungen und vor allem zunächst einen schleichenden Effizienzverlust zur Folge haben kann, da die aufwachsenden Schmutzschichten die effektive Wärme- bzw. Kälteübertragung in allen Wärmetauschern behindern und zwar schon dann, wenn sie noch sehr dünn sind.
Bei Oculus steht aktuell der systemische Zusammenschluss zweier Kühlnetze bevor. Dabei wird ein Bestandsnetz mit einem neuen Kältenetz verbunden. Gerade bei solchen Projekten steht zu befürchten, dass Schmutzpartikel aus dem Bestandssystem sehr schnell in das neu angebundene Leitungsnetz wandern und dort Störungen verursachen. In der Vergangenheit wurde zudem oft beobachtet, dass sich die konventionellen Schmutzfänger mit ihren groben und sehr groben Maschenweiten komplett zusetzen können. Das erzeugt einen erheblichen Druckverlust und daraus resultierend auch einen Volumenstrom- und Kühlleistungsverlust an den Verbrauchern. Die Schmutzfänger sind in einer Vielzahl im System verteilt und oft schwer zugänglich, was deren Reinigung aufwändig und entsprechend teuer machte. Man sah sich einer Sisyphusaufgabe ausgesetzt, da die Wärmetauscher sowie alle durchströmten Komponenten im System natürlich bestmöglich geschützt werden sollten.
Dipl.-Ing. Philipp Löfflat, Technischer Leiter des federführenden Ingenieurbüros drei eee energie einfach + effizient GmbH & Co KG aus Herborn (drei eee), hat daher bei den anstehenden Umbauten und Erweiterungen von Anfang an Mikrofilteranlagen aus dem Hause FTK Filter Technik Kausch empfohlen. Die Vorteile dieser Geräte liegen auf der Hand: Mikrofiltration und Magnetitabscheidung im Nebenstrom anstatt herkömmliche Grobabscheider im Hauptstrom. So wird die Filtertechnik vom Kühlwassersystem weitgehend entkoppelt und kann mit Filterfeinheiten vorgehen, die konventionellen Schmutzfängern und Schlammabscheidern um ein Vielfaches überlegen sind.
Bild: FTK
Bild: FTK
Zum Einsatz kommen am häufigsten die FTK Standard-Filterelemente mit einer Porenweite von bspw. 15 µm oder auch nur 1 µm Anfangsfilterfeinheit. Kein Partikel, welches einen größeren Durchmesser hat, kann die Filteranlage passieren. Zum Ende seiner Schmutzaufnahmekapazität wird die Filtration noch wesentlich feiner, da sich die Poren nach und nach zusetzen, bis schließlich ein Differenzdruck von bis zu 1,5 bar auf der Filteroberfläche erreicht wird.
Dieser Differenzdruck ist für das Kühlsystem an sich völlig unerheblich, weil die FTK-Anlage mit einer eigenen Pumpe ausgerüstet ist und hydraulisch entkoppelt im Nebenstrom installiert wird. Dadurch ist sie gut zugänglich, was wiederum die Wartung sehr einfach macht: Der Vorgang eines Filterelementeaustausches ist eine Sache von gerade einmal vier bis fünf Minuten. Wann dies erforderlich ist, zeigt die Filteranlage selbst an, da sie mit einer Steuerung und einem Differenzdruckwächter ausgerüstet ist. Das Störsignal kann an der Filteranlage abgelesen und auf die vorhandene Gebäudeleittechnik aufgeschaltet werden.
Um nicht nur feinste Schmutzpartikel je nach ihrem Korngrößendurchmesser zurückzuhalten, sondern auch den für Hocheffizienzumwälzpumpen und Wärmetauscher besonders schädlichen Magnetitschlamm effektiv zurückzuhalten, können FTK-Anlagen mit sehr starken NeoDym Magnetitabscheidern aus- und nachgerüstet werden. Diese halten jegliche magnetisch reagierenden Partikel zurück und werden bei einer Wartung einfach abgestriffen und dann wieder eingesetzt.
Schon kurz nach Einbau der ersten FTK Anlage konnte eine deutliche Verbesserung der Wasserqualität des geschätzt circa 25 m³ umfassenden Umwälzvolumens festgestellt werden. Auch die vorhandenen Schmutzfänger setzten sich nicht mehr zu. Dies überzeugte Herrn Ploch, den Koordinator der Gebäudetechnik bei Oculus Es wurde nicht nur eine zweite FTK-Anlage in das Kältenetz des nahe gelegenen Werks 2 eingebaut, sondern eine dritte Filteranlage geordert, welche in Kürze exklusiv den Kühlwasserkreislauf der Kunststoffspritzgussmaschinen sauber filtern wird. Hier neigt das Wasser ohnehin dazu, stärker zu verschmutzen, da das Kühlsystem bei einem Werkzeugwechsel immer wieder an- und abgekoppelt, also geöffnet und geschlossen wird. Beim Wiedereinsatz von Spritzgusswerkzeugen kann sich in diesen noch Restwasser befinden, welches durch die offene Lagerung häufig korrosiv ist. Auch hier kann die Mikrofiltertechnik durch die Nebenstrominstallation schnell für sauberes Wasser und eine hohe Prozesssicherheit sorgen.
Nach den guten Erfahrungen bei Oculus wird man beim Ingenieurbüro drei eee auch künftig auf FTK-Filteranlagen setzen, an denen sich andere Abscheidesysteme messen lassen müssen. FTK kann unterdessen auf unzählige Referenzen in großen und größten Kühlsystemen verweisen. Die Mikrofiltertechnik wird bereits seit über 20 Jahren neben der Gebäude- und (Fern-) Wärmetechnik insbesondere in Kühlwassersystemen erfolgreich eingesetzt. Auch mobile Filteranlagen sind bei FTK erhältlich, welche sich für Betreiber von mehreren Wasserkreislaufsystemen im temporären Einsatz eignen. Besonders Installations- oder Contractingbetriebe, welche die mobilen Wasserreinigungsgeräte als Kundendienstwerkzeug im Service verwenden, schätzen deren einfache Handhabung und hohe
Filterleistung.
Bild: FTK
