Zwar versuchen die Planer, die Kälteanlagen außerhalb des Ex-Bereiches unterzubringen, weil der Explosionsschutz besondere Anforderungen stellt. Aber das ist nicht immer möglich. In diesen Fällen wird häufig L&R mit der Projektierung der Kältetechnik beauftragt, denn das Unternehmen hat hier umfassende Expertise vorzuweisen.
Projektierung: Von Grund auf anders
Diese Zusammenarbeit ist sinnvoll, weil die Planung von Ex-Kälteanlagen anderen Grundsätzen folgt als die von „normalen“ Anlagen. Zunächst müssen die entzündlichen Substanzen bestimmt werden, die in der unmittelbaren Umgebung der Kälteanlage auftreten können. Anhand der Entzündlichkeit dieser (gas- oder staubförmigen) Substanzen sowie ihrer Konzentration und der Wahrscheinlichkeit, mit der zündfähige Atmosphären entstehen können, ergibt sich gemäß ATEX-Richtlinie 94/9/EG eine Ex-Zone, für die besondere Regeln gelten.
Wichtig ist hier, dass die Ermittlung der Ex-Zone durch den Betreiber oder zumindest in Zusammenarbeit mit dem späteren Betreiber der Anlage vorgenommen werden muss. Denn nur er kennt die Betriebs- und Umgebungsbedingungen, aus denen hervorgeht, wie wahrscheinlich das Auftreten von explosionsfähiger Atmosphäre im Aufstellungsbereich der Anlage ist. Die besonderen Herausforderungen an die Konstruktion und Projektierung der Anlage aus Herstellersicht beziehen sich vor allem auf drei Anwendungsbereiche: die Auswahl von ATEX-konformen Bauteilen, die Konstruktion des elektrotechnischen Teils der Anlagen (Klemmenkästen, Steuerungstechnik, Mensch-Maschine-Schnittstelle) und der Explosionsschutz auf mechanischer Ebene (statische Aufladung, Vermeidung von Funkenbildung). Grundsätzlich gilt dabei immer das Prinzip der Risikovorsorge und das Motto „Kleine Ursache – große Wirkung.“ Denn wenn ein zündfähiges Gemisch vorliegt, reicht gegebenenfalls schon ein Funke oder ein übermäßig erhitztes Bauteil, um eine Explosion auszulösen.
Auswahl von Bauteilen
Bei der Auswahl der Anlagenkomponenten arbeitet L&R mit qualifizierten Zulieferern zu-sammen, die ebenfalls den Explosionsschutz zu ihren Kernkompetenzen zählen. Gerade bei zentralen Bauteilen wie z.B. den Kältemittelverdichtern gibt es nur wenige qualifizierte Hersteller, die ATEX-konforme und –zertifizierte Komponenten anbieten können. Auch Pumpen und Ventile müssen von Grund auf für die hohen Sicherheits-Anforderungen des Explosionsschutzes konstruiert worden sein. Neben dem Explosionsschutz berücksichtigt L&R selbstverständlich auch die Qualität und – ganz wichtig – die Energieeffizienz der ausgewählten Komponenten.
Elektrische Anlagen und Komponenten – bis hin zum einfachen Schaltgerät – müssen wirksam gekapselt sein, wenn sie in explosionsgefährdeten Zonen installiert sind, denn schon ein einziger Schaltfunke würde genügen, um ein zündfähiges Gemisch zum Zünden zu bringen. Aus diesem Grund werden die Schaltschränke von Ex-Kälteanlagen, wenn irgend möglich, außerhalb des Ex-Bereiches installiert. Falls diese Möglichkeit nicht besteht, können entsprechende Schaltschränke für den Ex-Bereich geliefert werden. Bei vielen Feldgeräten wie Schaltern, Klemmenkästen und Bedientableaus sind ebenfalls ATEX-zertifizierte Komponenten erforderlich. So werden z.B. die Schaltergehäuse sowie die Klemmenkästen in den laut ATEX-Richtlinie definierten Zündschutzarten wie „Überdruckkapselung“ oder „druckfeste Kapselung“ ausgeführt. Bei der Konstruktion und Projektierung der Elektrotechnik von Ex-Kälteanlagen profitiert L&R von einer hohen Fertigungstiefe. Sowohl die Elektroplanung als auch die Programmierung der Anlagensteuerung und der Schaltschrankbau erfolgen in der Regel im eigenen Hause. Als Mensch-Maschine-Schnittstelle können ATEX-zertifizierte Touch-Panels zum Einsatz kommen.
Kälteanlagen für Ex-Zonen 1 und 2
Nicht zu unterschätzen ist auch die Frage der Werkstoffauswahl und der Detailkonstruktion bei Gehäusen und Gestellen. Wenn etwa ein Gabelstapler mit einer Gabelzinke gegen einen Gestellfuss aus Stahl fährt, kann ein Funke entstehen, der wiederum im „worst case“ zur Explosion führt. Deshalb fertigt L&R die Gestelle der ATEX-konformen Kälteanlagen grundsätzlich aus Edelstahl. Zudem ist jedes einzelne Blech der Gehäusekonstruktion geerdet, um statische Aufladung zu verhindern. Mit diesen konstruktiven Grundsätzen lassen sich Kälteanlagen für die Gas-Ex-Zonen 1 und 2/ Temperaturklasse T3 (maximale Oberflächentemperatur 200°C) erreichen. Anlagen dieser Bauart hat L&R für zahlreiche Unternehmen der Chemieindustrie gefertigt.
Der Projektierung sind dabei kaum Grenzen gesetzt: Nahezu alle konstruktiven Merkmale wie die diversen effizienzsteigernden Maßnahmen (drehzahlgeregelte Antriebe und gleitende Kondensationstemperaturregelung) können auch in Ex-Anlagen abgebildet werden. Neben der Chemieindustrie hat L&R solche Ex-Kälteanlagen auch an die Luftfahrtindustrie sowie an Unternehmen der Energietechnik und der Gasindustrie geliefert.
