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Entwicklung eines modularen Umluftsystems für die partielle Klimatisierung in Sortierkabinen

  • Aktuell sind aufwendige Belüftungsanlagen Stand der Technik, die die Sortierkabinen mit klimatisierter und gereinigter Luft versorgen. Dabei wird Frischluft angesaugt und über mehrere Filterstufen gereinigt und anschließend aufgeheizt oder gekühlt. Diese Anlagen sind dabei meist in der Nähe oder auf dem Dach der Sortierkabine installiert. Über Zuluftelemente, welche über jedem Sortierkabinenarbeitsplatz installiert sind, strömt die Luft turbulenzarm aus, um entsprechende Keime im Inhalationsbereich des Mitarbeiters unterhalb des vom Gesetzgeber vorgegebenen Wertes zu halten. Betritt ein Mitarbeiter nun die Sortierkabine und möchte mit seiner Arbeit beginnen, muss er zunächst mithilfe eines mechanischen Schiebers das entsprechende Zuluftelement an seinem Arbeitsplatz öffnen. Somit erhält der Mitarbeiter einen definierten temperierten Luftstrom an seiner Arbeitsstätte. Da der Gesamt-Luftvolumenstrom und die Zulufttemperatur der Belüftungsanlage zentral geregelt werden, sind individuelle Einstellungen nicht möglich. Zudem werden die Lüftungsanlagen meist für eine bestimmte Anzahl von Arbeitsplätzen ausgelegt, die aktuell in der Sortierkabine vorhanden sind. Erweitert der Anlagenbetreiber die Sortierkabine oder integriert weitere Arbeitsplätze, kommt die bereits installierte Lüftungsanlage schnell an ihre Leistungsgrenzen. Das Ziel dieser Masterarbeit ist die Entwicklung eines modularen kompakten Klimasystems, dass über jeden Arbeitsplatz in der Sortierkabine installiert wird. Damit kann jeder Mitarbeiter seine klimatischen Wunschparameter in bestimmten Grenzen selbst wählen. Die Einstellungsgrenzen gibt dabei der Gesetzgeber vor. Weitere Vorteile dieses Systems könnten die beliebige Erweiterbarkeit sowie die Platzersparnis im Betrieb selbst sein. Zudem wäre es vorstellbar das entwickelte Klimamodul über entsprechender Lineartechnik an einem individuellen Ort in der Sortierkabine zu betreiben. Aktuell werden zwei Arten von Sortierkabinenbelüftungen unterschieden und sind Stand der Technik. Das sind zum einen reine Zuluftanlagen und zum anderen Zu-/Abluftanlagen. Reine Zuluftanlagen haben den Vorteil, dass diese einen gewissen Überdruck in der Sortierkabine erzeugen. Dadurch wird der Eintrag von verschmutzter Hallenluft über Türen oder Abwurfschächte in die Kabine verhindert. Bei den heute standardmäßigen Zu-/Abluftanlagen wird die Abluft unterhalb der Sortierbänder abgesaugt und über ein Kanalnetz mit Filterstufe und Wärmetauscher dem zentralen Lüftungsgerät zugeführt. Dabei wird die Abluft zur Vorwärmung der Zuluft genutzt werden. Dies reduziert den Energieverbrauch gegenüber reiner Zuluftanlagen. Das Klimamodul, welches in dieser Masterarbeit entwickelt werden soll, wählt einen völlig neuen Ansatz. Hier wird der Betrieb im Umluftverfahren gewährleistet. Dadurch wird zum einen der Verrohrungsaufwand minimiert und zum anderen der Energieverbrauch deutlich reduziert. Durch die geschickte Kommunikation der Module untereinander könnten zudem intelligente Klimatisierungsverfahren entwickelt werden. So könnten die Klimamodule entweder separat gesteuert oder auch, bei extremen äußeren klimatischen Bedingungen, zusammen angefahren werden. Beispielsweiße könnten bei niedrigen Außentemperaturen alle Klimamodule eine Stunde vor Schichtbeginn parallel angesteuert werden und die Sortierkabine schnell auf eine akzeptable Raumtemperatur anheben. Bei Schichtbeginn kann sich dann jeder Mitarbeiter eine individuelle Arbeitsplatz-Lufttemperatur einstellen. Die Module der nicht besetzten Arbeitsplätze schalten sich nach der Aufheizphase automatisch ab. Der Einsatzbereich der beschriebenen Klimamodule soll sich in dieser Arbeit auf Sortierkabinen in Recyclinganalgen beschränken. Es wären jedoch weitere Einsatzbereiche denkbar. So könnte das entwickelte Modul zum Beispiel in größeren Hallen wie Autohäusern oder Logistikzentren zum Einsatz kommen bei denen lediglich der Arbeitsplatz der Mitarbeiter klimatisiert werden soll. Parallel dazu könnte die Raumtemperatur des restlichen Bereiches abgesenkt werden um so Heizenergie einzusparen. Ein weiterer Einsatzbereich könnten Drogerien oder Einzelhandelsläden sein. Hier könnte den Mitarbeitern im Kassenbereich klimatisierte und hygienisch einwandfreie Luft zur Verfügung gestellt werden. Dies sind nur einige Beispiele in den das entwickelte Klimamodul zum Einsatz kommen könnte.

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Metadaten
Author:Hans-Christian Häselbarth
Advisor:Helmut EichertGND, Bernhard Gemende
Document Type:Master's Thesis
Language:German
External Institution:Schulz & Berger Luft- und Verfahrenstechnik GmbH
Zschernitzscher Str. 74, 04600 Altenburg
Year of first Publication:2020
Publishing Institution:Westsächsische Hochschule Zwickau
Release Date:2020/01/31
Tag:Abfall; Arbeitsplatzklimatisierung; Energie; Klimatechnik; Recycling; Sortieren; Sortierkabine
Pagenumber:92 Seiten, 46 Abb., 23 Tab., 22 Lit.
Note:
Volltext der Arbeit gesperrt
Faculty:Westsächsische Hochschule Zwickau / Elektrotechnik