Torluftschleieranlagen
Für Werkshallen mit viel Warenverkehr
Offenstehende Tore, bei denen die unterschiedlich temperierten Luftmassen innen und außen durch kräftiges Gebläse voneinander getrennt werden, sind von Kaufhäusern, Baumärkten und Eingangstoren von Werkhallen bekannt. Weil ein ungehinderter Austausch von Innen- und Außenluft eine große Energieverschwendung bedeuten würde, verhindern Torluftschleieranlagen mit einer Gebläsebarriere den Luftaustausch. So wird eine deutliche Kostenersparnis beim Heizen erreicht.
Große Werkshallen von Autobauern oder andere industrielle Hallen, in denen sich mehrere Tore für häufigen Warenverkehr befinden und die sich deshalb häufig öffnen und schließen, werden dementsprechend ebenfalls mit Torluftschleieranlagen ausgestattet.
Besonders effiziente Torluftschleieranlagen mit Regelung und Steuerung von Baelz sind beispielsweise an den zahlreichen Toren der Hallen der BMW Group im Werk Dingolfing installiert. Für den ständigen Transport in die Halle und aus der Halle heraus sind als Schutz der Hallentemperatur schon jeweils Schleusen mit Toren vorne und hinten eingebaut. Die häufig geöffneten Tore nach außen erhalten aber als zusätzlichen Wärmeschutz durch die Torluftschleieranlage eine schnell reagierende Barriere zur Luftmassentrennung. Sie wird gleichzeitig mit dem Torkontakt aktiviert. Die Anlage arbeitet mit einer nach außen drehenden Luftwalze, also einem zirkulierenden Luftstrom zwischen Ausblasöffnung und Ansaugöffnung (Bild 1). Die Ausblasöffnung für die Luft ist in der Anlage hinten, während die Ansaugöffnung vorne liegt. Mit dem Aufgehen des Tores schaltet die Anlage sofort ein und die Barriere aus Umluft entsteht. Kalte Außen- und warme Innenluft sind so getrennt. Die Schleuse wird dabei mit einer regelbaren Wasserstrahlpumpe, kurz Strahlpumpe – auch Jetomat genannt – oder über einen Fühler mit Hilfe eines Luftregisters auf die gewünschte Temperatur von ca. 20 °C geregelt.
Das Einschalten des Torluftschleiers erfolgt in Abhängigkeit der Außentemperatur über einen Außenfühler wobei ein Sollwert von 15 °C vorgegeben ist. Durch Auslösen des Schleusen-Torkontaktes und der Freigabe bei einer Außentemperatur kleiner als 15 °C, schaltet sich der Ventilator ein. Gleichzeitig wird die Strahlpumpe innerhalb von 10 s über das Zeitrelais mit einem binären Kontakt vom Warmhaltebetrieb auf den Sollwert der Rücklauftemperatur von 60 °C geregelt. Der Sollwert der Rücklauftemperatur kann auf Kundenwunsch eingestellt werden.
Die Strahlpumpe erhält bei Auslösen des Torkontaktes das heiße Wasser der Heizungsanlage von 120 °C und mischt es mit dem Rücklaufwasser aus dem Luftregister. Dadurch entsteht eine Mischtemperatur von ca. 60 °C, was deutlich schonender für die Armaturen ist Die Temperatur reicht aus, um die gewünschte Temperatur von 20 °C in der Schleuse zu erzeugen.
In Zeiten, in denen das Tor nicht benutzt wird, z.B. an Wochenenden und nachts, tritt eine Stillstandsregelung in Kraft, die eine Warmhaltefunktion hat. Dabei wird die Rücklauftemperatur auf 40 °C abgesenkt. In der kalten Jahreszeit wird so eine angenehme Temperatur in der Schleuse sowie eine Bereitstellung der Wärme an der Schleuse erhalten. Bei Außentemperaturen unter 15 °C entfällt diese Funktion und es wird auf 60 °C Rücklauftemperatur geregelt.
Diese Warmhaltefunktion erfolgt nicht in den Sommermonaten, wenn die Außentemperatur höher als 15 °C ist und die Strahlpumpe geschlossen ist. Die Lüftungsanlage enthält sowohl einen wasserseitigen als auch einen luftseitigen Sicherheitsfrosteingriff. Der luftseitige Frost wirkt direkt auf die Hardware der Strahlpumpe ein: Er stellt das Regelsignal ab und gibt einen dauerhaften ZU-Impuls auf die Strahlpumpe. Der wasserseitige Temperaturfühler direkt nach dem Luftregister hat drei Funktionen:
Durch den gemischten Betrieb, nämlich zu Beginn eine Steuerung auf 100 % Leistung, vorzugsweise ohne Rücksicht auf die Rücklauftemperatur und danach Regelung der Rücklauftemperatur auf einen konstanten Wert, lassen sich widersprüchliche Anforderungen miteinander vereinen. Solche widersprüchlichen Anforderungen sind einerseits spontanes schnelles Ansprechen der Beheizung auch nach längerem Nichtgebrauch und andererseits ein sparsamer Betrieb trotz offenstehender Tore.
Fazit
Die hohe Temperatur des Heizwassers aus der Heizzentrale wird durch Zumischen des Rücklaufs aus dem Luftregister auf normalerweise ca. 60 °C abgekühlt, und ist so materialschonend und gleichzeitig energieeffizient. Tiefere Rücklauftemperaturen bringen auch deutliche wirtschaftliche Vorteile für die Energieerzeugung.
Die schnelle Anpassung der Temperatur in der Schleuse durch die sehr schnelle Reaktion der Strahlpumpe und der gleichzeitige Aufbau der Gebläsebarriere entsprechen dem häufigen Öffnen und Schließen des Tores. Die häufigen Ein- und Ausfahrten verschiedener Transportfahrzeuge verursachen so kaum Energieverlust. Damit wird ein ökonomischer und zugleich komfortabler Betrieb der Schleusen durch die Torluftschleieranlagen gesichert.
Literatur
[1] Kosten sparen durch Leistungsregelung, Marc Gebauer, EnEv im Bestand 03, 2014
