HERMETIC Kältemittelpumpen für die größte Bob-, Rennrodel- und Skeletonbahn der Welt

Jul 19, 2023

Das Planungsbüro Deyle and Johnson Controls setzte bei der Planung und dem Bau des Olympia-Eiskanals in Peking auf Spaltrohrmotorpumpen von HERMETIC. (Bildquelle: HERMETIC-Pumpen GmbH)

Für die Sportler hält der Kunsteiskanal hohe technische Schwierigkeiten mit innovativen Passagen bereit. Im Hintergrund sorgt ausgefeilte Technik für perfekte und konstante Wettkampfbedingungen sowie Sicherheit nach hohen europäischen Standards. Verantwortlich für die Planung war das Stuttgarter Planungsbüro Deyle (PBD), das die Landesausschreibung für die Olympiaanlage gewonnen hatte. Den Auftrag für den Auslandsanteil bei der Umsetzung des gesamten Kältekonzepts erhielt der Klimakältespezialist Johnson Controls. Hermetisch dichte Spaltrohrmotorpumpen der HERMETIC-Pumpen GmbH sorgen für eine sichere und zuverlässige Eisversorgung. Zu den eingesetzten Pumpentypen zählen Standard-Kältemittelpumpen und speziell für die Anwendung entwickelte Sonderanfertigungen

Gleis- und Kühldesign Einer der komplexesten Vorgänge im Kunsteisgeschäft ist die Planung und der Bau einer Bob- und Rodelbahn. Bei der Planung eines Eiskanals wird zunächst die Strecke entworfen. Nach dem „Refrigeration Design“ folgt die Planung/Konstruktion/Konstruktion der Kälteanlage inklusive aller Kältemittelleitungen entlang der Strecke und dem Herzstück der Gesamtanlage, den Kältemittelpumpen. Gleisbau und Kältetechnik aus einer Hand waren für die neue Sportanlage gefragt. Dies hatte den enormen Vorteil, dass alle Konzepte perfekt aufeinander abgestimmt waren und keine Kompromisse notwendig waren.

Anspruchsvolle Anforderungen an die Kältetechnik Die Herausforderung bei der Kühlkonstruktion: Das Kühlsystem muss über die gesamte Länge der Strecke eine gleichmäßige, makellose Eisoberfläche erzeugen. Die Eisfläche muss dem Gewicht der Bobs standhalten, aber auch wechselnde Wetterbedingungen und Temperaturschwankungen ausgleichen, damit alle Sportler die gleichen Wettkampfbedingungen vorfinden. Zudem ergeben sich aufgrund der enormen Höhenunterschiede und des Sonnenverlaufs unterschiedliche klimatische Bedingungen entlang der Bobbahn, die sich in den verschiedenen Streckenabschnitten unterschiedlich auf das Eis auswirken.

Die Planer müssen über ein hohes Maß an Wissen und Erfahrung verfügen, über das in dieser Branche nur wenige verfügen. Neben der Planung sind die verwendeten Komponenten – insbesondere die Kältemittel-(Spaltrohrmotor-)Pumpen – von großer Bedeutung. „Bobbahnen mit ihren ständig wechselnden Belastungen und zahlreichen zu kühlenden Segmenten mit Höhenunterschieden von bis zu 130 Metern stellen extreme Anforderungen an die Kältemittelpumpen“, sagt PBD-Geschäftsführer Uwe Deyle, der als einer der führenden Experten auf diesem Gebiet gilt geplante zwölf Kunsteis-Bobbahnen, darunter sechs Olympiabahnen. Deyle und Johnson Controls entschieden sich für den Einsatz von Spaltrohrmotorpumpen der HERMETIC-Pumpen GmbH zur Förderung des Kältemittels.

Unterschiedlicher Druckbedarf aufgrund unterschiedlicher Förderhöhen Zur Herstellung des Eises wird eine Ammoniak (NH3)-Kühlanlage verwendet. Das NH3 wird bei –18 Grad Celsius gepumpt. Die toxische Wirkung von Ammoniak erfordert ein Höchstmaß an Sicherheit und Dichtheit der Anlage und der einzelnen Komponenten. Die Pumpen befinden sich im Maschinenhaus und transportieren von dort aus das Kältemittel durch scheinbar endlose Rohre in der Betonkonstruktion bis zum entferntesten Punkt der Strecke. Die Förderhöhe beträgt an dieser Stelle 249 Meter. Für eine bestmögliche Vereisung ist eine optimale Versorgung aller Gleispunkte mit Ammoniak erforderlich. Daher wurde die Strecke in vier Zonen unterteilt. Vier HERMETIC Spaltrohrmotorpumpen sorgen für einen sicheren und effizienten Kältemittelfluss. Die Pumpen sind optimal auf die unterschiedlichen Höhenlagen der verschiedenen Gleisabschnitte und den damit verbundenen Druckbedarf abgestimmt. Jede Zone verwendet eine Pumpe. Als Backup wurde, wie in fast allen Chemiewerken, ein zweiter vorgesehen. Obwohl ein technischer Ausfall der Pumpen nahezu ausgeschlossen werden kann, kann ein kontinuierlicher Betrieb aufgrund einer etwaigen Fehlbedienung der Anlage nicht gewährleistet werden.

Völlig leckagefreie, verschleiß- und wartungsarme Pumpentechnik Im Gegensatz zu Magnetkupplungs- oder Kreiselpumpen mit Gleitringdichtung verfügen Spaltrohrmotorpumpen über keine anfälligen dynamischen Dichtungen. Stattdessen verfügen Spaltrohrmotorpumpen über einen zweiten hermetischen Sicherheitsbehälter, der ein Austreten von Fördermedium und Emissionen verhindert. Der konstruktive Verzicht auf verschleißanfällige Komponenten wie Wellendichtungen, Kupplungen und Wälzlager gewährleistet eine hohe Betriebssicherheit, nahezu vernachlässigbaren Verschleiß und beste MTBF-Werte (Mean Time Between Failure) im Vergleich zu anderen Pumpentechnologien. „Jede Spaltrohrmotorpumpe von HERMETIC verfügt über ausgefeilte Technologien. Dazu gehört zum Beispiel das einzigartige ZART-Prinzip von HERMETIC. Wenn die Pumpe im Betriebspunkt läuft, kommt es zu keinem Kontakt zwischen rotierenden Teilen. Der vollständige Ausgleich der Axialkräfte in „In Verbindung mit hydrodynamischen Gleitlagern garantieren wir eine äußerst hohe Zuverlässigkeit in den Prozessen des Betreibers. Dadurch reduzieren sich die Lebenszyklus- und Betriebskosten einer Spaltrohrmotorpumpe drastisch“, erklärt Alexander Frank, Gebietsverkaufsleiter, der das Projekt bei HERMETIC betreut hat.

Größtes Sortiment an Spaltrohrmotorpumpen, schnelle Lieferung und weltweiter Service Mit den drei auf die Anforderungen der Kältebranche ausgerichteten Produktlinien S-Line (24 Standardtypen), V-Line (mehr als 400 Variantenpumpen) und E-Line (engineered-to-order) bietet HERMETIC das größte Portfolio an Spaltrohrmotorpumpen für die industrielle Kältetechnik auf dem Markt. Pumpen aller drei Produktlinien sind im Olympia-Eiskanal in Peking installiert. Uwe Deyle vertraute bereits mehrfach auf die Technik und Qualität der HERMETIC Spaltrohrmotorpumpen. „HERMETIC deckt mit seinem Pumpenportfolio alle – teilweise sogar extremsten – Anforderungen ab, die kein anderer Hersteller erfüllen kann. Die Beratung ist hervorragend und die Pumpen haben in der Praxis eine problemlose Lebensdauer von mehreren Jahrzehnten“, ist Uwe Deyle überzeugt . HERMETIC-Pumpen sorgen mittlerweile in vier Weltcup- und zehn Olympia-Anlagen für perfektes Eis bei höchster Sicherheit für Mensch und Umwelt.

Zone I: Speziell entwickelte Spaltrohrmotorpumpe für eine Förderhöhe von 249 Metern Zur Versorgung der Zone I, die den höchsten Punkt der Bob-, Rodel- und Skeletonbahn umfasst, kommt eine mehrstufige Spaltrohrmotorpumpe vom Typ CAM 42/6, N74rm-2 zum Einsatz. Mit ihren äußerst günstigen NPSH-Werten ermöglicht die CAM-Serie – je nach Pumpentyp – den Betrieb der Pumpe mit sehr geringem Zufluss des Fördermediums. Dadurch ergibt sich auch ein relativ geringer Platzbedarf. Die erforderliche Saughöhe im Maschinenhaus, in dem sich die Pumpe befindet, beträgt nur 2,8 Meter. Als individuell entwickelte Pumpe der HERMETIC E-Line ist das Kompaktaggregat für eine Förderleistung von 44m³/h bei einer Förderhöhe von 249 Metern ausgelegt. Sechs Laufräder hintereinander sorgen für den nötigen Druckanstieg.

Zonen II, III und IV: Schnelle Lieferung durch vorkonfigurierte Spaltrohrmotorpumpen In den Zonen II und III sorgt jeweils eine Spaltrohrmotorpumpe Typ CAM32/3, N34L-2 aus der HERMETIC V-Line für einen sicheren und kontrollierten Kältemittelfluss. Die Pumpe verfügt über einen Vorläufer, um die erforderliche Saughöhe zu reduzieren. Die Förderleistung beträgt 18,0m³/h bei einer Förderhöhe von 139 Metern.

In Zone IV kommt die Pumpe mit der kleinsten Hydraulik zum Einsatz. Aus der HERMETIC S-Line stammt die fünfstufige Pumpe CAM 2/5, AGX4.5, ausgelegt für eine Förderleistung von 3,9 m³/h und eine Förderhöhe von 97 Metern. Alle Pumpen erfüllen die hohen HERMETIC-Qualitätsstandards einschließlich des ZART-Prinzips für berührungslosen und verschleißfreien Betrieb. Alexander Frank erklärt: „Mit unserer HERMETIC V-Line und S-Line greifen wir auf standardisierte Baugruppen und vorgefertigte Komponenten zurück. In Verbindung mit unserer neu ausgerichteten wertstromorientierten Produktion und dem automatisierten Designprozess ermöglicht dies eine schlanke Projektabwicklung. Das bietet Bauen.“ Eigentümer und Anlagenbauer reduzierten Entwicklungskosten und einen wertvollen Zeitvorteil. Die endgültige Klärung der Lieferinhalte schloss das Planungsbüro im September 2018 nur vier Monate nach der ersten Kontaktaufnahme ab. Johnson Controls erteilte den Auftrag im Februar 2019. Die S- und V-Line-Pumpen wurden wie geplant im Juli 2019 installiert. Die E-Line-Pumpen wurden ebenfalls planmäßig im Dezember 2019 ausgeliefert.“

Ausgezeichnete Zusammenarbeit, hohe Servicekompetenz Zufrieden zeigt sich auch Johnson Controls, einer der führenden Anbieter industrieller Kältetechnik und weltweit führendes Unternehmen beim Einsatz natürlicher Kältemittel. Servicetechniker Lambert Köppen beim Kälteanlagenhersteller sagt: „Unsere Anlagen zeichnen sich durch Umweltfreundlichkeit, hohe Leistung und Wirtschaftlichkeit aus. Die Qualität und Zuverlässigkeit der einzelnen Komponenten sind sehr wichtig. Mit HERMETIC pflegen wir seit Jahren eine gute Geschäftsbeziehung.“ Wir verfügen über langjährige Erfahrung und sind von der Qualität der eingesetzten Pumpen überzeugt. Insbesondere was die Zuverlässigkeit und Langzeitstabilität der Pumpen betrifft, haben wir hervorragende Erfahrungen gemacht. Außerdem schätzen wir die gute Kommunikation zwischen den Unternehmen einschließlich der Abstimmung mit der Planung Büro." Uwe Deyle ergänzt: „Bei solch zeitkritischen und von der Öffentlichkeit beobachteten Projekten von internationaler Bedeutung spielen nicht nur die Produktqualität, sondern auch die Zuverlässigkeit und insbesondere die Servicekompetenz der beteiligten Partner eine immens wichtige Rolle. Auch wenn unerwartete Probleme auftreten.“ „Die Experten aus der HERMETIC-Zentrale sind innerhalb weniger Stunden vor Ort und zeigen, dass sie nicht nur ihre Produkte kennen, sondern aufgrund ihrer umfangreichen Erfahrung auch in der Lage sind, die Anwendung technisch zu bewerten. Bessere Erfahrungen können Planer und Anlagenbauer mit einem Hersteller nicht machen.“ Alexander Frank freut sich über das Vertrauen und sagt: „Eine offene, zeitnahe und erfolgsorientierte Kommunikation ist bei einem solchen Projekt enorm wichtig und genau das hat auch in diesem Fall zwischen allen drei Parteien hervorragend funktioniert.“

Quelle: Hermetic-Pumpen GmbH